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一个案例讲明白！如何更安全地实现数据备份和恢复

news 来源：原创 2024/5/18 12:56:18

导读：对于任何一个企业来说，数据安全的重要性不言而喻。凡是涉及数据的问题，都是会造成惨重损失的大问题。能够影响数据安全的事件，都是极小概率的事件，但这些事件一旦发生，我们的业务就会遭受惨重损失。

所谓防患于未然，一个系统从设计的第一天起，就需要考虑今后在出现各种问题的时候，如何保证该系统的数据安全性。本文就来讲解如何做好提前预防，以尽量将由数据安全类问题而导致的损失降到最低。

保证数据安全，最简单且有效的方法就是定期备份数据，这样无论因为出现何种问题而导致的数据损失，都可以通过备份来恢复数据。但是，如何备份才能最大程度地保证数据安全，并不是一件简单的事情。

2018年曾出现过一次重大故障，某著名云服务商因为硬盘损坏，导致多个客户数据全部丢失。通常来说，一个大的云服务商，数据通常都会有多个备份，即使硬盘损坏，也不会导致数据丢失的重大事故，但是因为各种各样的原因，最终的结果是数据的三个副本都被删除，数据丢失无法找回。

所以，并不是简单地定期备份数据就可以高枕无忧了。下面就以最常用的MySQL为例来讲解，如何更安全地实现数据的备份和恢复。

最简单的备份方式就是全量备份。备份的时候，把所有的数据复制一份，存放到文件中，恢复的时候再把文件中的数据复制回去，这样就可以保证恢复之后，数据库中的数据与备份时的数据是完全一样的。在MySQL中，我们可以使用mysqldump命令执行全量备份。

比如，全量备份数据库test的命令如下：

1$mysqldump -uroot -p test > test.sql

备份出来的文件是一个SQL文件，文件的内容就是创建数据库、表，写入数据等之类的SQL语句，如果要恢复数据，则直接执行这个备份的SQL文件就可以了：

1$mysql -uroot test < test.sql

不过，全量备份的代价非常高，为什么这么说呢？

首先，备份文件包含了数据库中的所有数据，占用的磁盘空间非常大；其次，每次备份操作都要拷贝大量的数据，备份过程中会占用数据库服务器大量的CPU和磁盘IO资源。同时，为了保证数据一致性，备份过程中很有可能会锁表。这些都会导致在备份期间，数据库本身的性能严重下降。所以，我们不能频繁地对数据库执行全量备份操作。

一般来说，在生产系统中，每天执行一次全量备份就已经是非常频繁的了。这就意味着，如果数据库中的数据丢失了，就只能恢复到最近一次全量备份的那个时间点，这个时间点之后的数据是无法找回的。也就是说，因为全量备份的代价比较高，不能频繁地执行备份操作，所以全量备份不能做到完全无损的恢复。

既然全量备份代价太高，不能频繁执行，那么有没有代价较低的备份方法，能让我们的数据少丢失甚至不丢失呢？增量备份可以达到这个目的。相比于全量备份，增量备份每次只用备份相对于上一次备份发生了变化的那部分数据，所以增量备份的速度更快。

MySQL自带的Binlog，就是一种实时的增量备份工具。Binlog所记录的就是MySQL数据变更的操作日志。开启Binlog之后，MySQL中数据的每次更新操作，都会记录到Binlog中。Binlog是可以回放的，回放Binlog，就相当于是把之前对数据库中所有数据的更新操作，都按顺序重新执行一遍，回放完成之后，数据自然就恢复了。这就是Binlog增量备份的基本原理。很多数据库都有类似于MySQL Binlog的日志工具，原理也与Binlog相同，备份和恢复的方法也与之类似。

下面就来通过一个例子，讲解如何使用Binlog进行备份和恢复。首先，使用“show variables like '%log_bin%'”命令确认一下是否开启了Binlog功能：

1mysql> show variables like '%log_bin%';
 2
 3+---------------------------------+-----------------------------------+
 4
 5| Variable_name                   | Value                             |
 6
 7+---------------------------------+-----------------------------------+
 8
 9| log_bin                         | ON                                |
10
11| log_bin_basename                | /usr/local/var/mysql/binlog       |
12
13+---------------------------------+-----------------------------------+
14
15mysql> show master status;
16
17+-------------+--------+------------+----------------+-----------------+
18
19| File        |Position|Binlog_Do_DB|Binlog_Ignore_DB|Executed_Gtid_Set|
20
21+-------------+--------+------------+----------------+-----------------+
22
23|binlog.000001|   18745|            |                 |                 |
24
25+-------------+--------+------------+----------------+-----------------+
26

我们可以看到，当前这个数据库已经开启了Binlog，log_bin_basename表示Binlog文件在服务器磁盘上的具体位置。然后，我们用“show master status”命令查看当前Binlog的状态，结果显示了正在写入的Binlog文件，以及其当前的位置。假设我们每天凌晨用mysqldump做一个全量备份，然后开启Binlog，借助于这些备份操作，我们可以把数据恢复到全量备份之后的任意一个时刻。

下面就来做一个简单的备份恢复演示。我们先模拟一次“删库跑路”的场景，直接把账户余额表清空：

1mysql> truncate table account_balance;
2
3Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
4
5mysql> select * from  account_balance;
6
7Empty set (0.00 sec)
8

然后进行数据恢复，首先执行一次全量恢复，把数据库恢复到当天凌晨的状态：

1$mysql -uroot test < dump.sql
 2
 3mysql> select * from  account_balance;
 4
 5+---------+---------+---------------------+--------+
 6
 7| user_id | balance | timestamp           | log_id |
 8
 9+---------+---------+---------------------+--------+
10
11|       0 |     100 | 2020-02-13 20:24:33 |      3 |
12
13+---------+---------+---------------------+--------+

可以看到，表里面的数据已经恢复了，但还是比较旧的数据。接下来，我们再用Binlog把数据恢复到“删库跑路”之前的那个时刻：

1$mysqlbinlog --start-datetime "2020-02-20 00:00:00" --stop-datetime "2020-02-20 15:09:00" /usr/local/var/mysql/binlog.000001 | mysql -uroot
 2
 3mysql> select * from  account_balance;
 4
 5+---------+---------+---------------------+--------+
 6
 7| user_id | balance | timestamp           | log_id |
 8
 9+---------+---------+---------------------+--------+
10
11|       0 |     200 | 2020-02-20 15:08:12 |      0 |
12
13+---------+---------+---------------------+--------+
14

由恢复结果可以看出，数据已经恢复到当天的15点了。

通过定期的全量备份，配合Binlog，我们可以把数据恢复到任意一个时间点，再也不怕程序员“删库跑路”了。详细的命令，可以参考MySQL官方文档中的“备份和恢复”相关章节。

在执行备份和恢复的时候，大家需要特别注意如下两个要点。

第一，也是最重要的，“不要把所有的鸡蛋放在同一个篮子中”，无论是全量备份还是Binlog，都不要与数据库存放在同一个服务器上。最好能存放到不同的机房，甚至不同城市，离得越远越好。这样即使出现机房着火、光缆被挖断甚至地震也不怕数据丢失。

第二，在回放Binlog的时候，指定的起始时间可以比全量备份的时间稍微提前一点儿，这样可以确保全量备份之后的所有操作都在恢复的Binlog范围内，从而保证数据恢复的完整性。

因为回放Binlog的操作是具备幂等性的（为了确保回放的幂等性，需要将Binlog的格式设置为ROW格式）。

关于作者：李玥，美团基础技术部高级技术专家，极客时间《后端存储实战课》《消息队列高手课》等专栏作者。曾在当当网、京东零售等公司任职。从事互联网电商行业基础架构领域的架构设计和研发工作多年，曾多次参与双十一和618电商大促。专注于分布式存储、云原生架构下的服务治理、分布式消息和实时计算等技术领域，致力于推进基础架构技术的创新与开源。

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本文摘编自《电商存储系统实战：架构设计与海量数据处理》

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