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TiDB用什么保证备份的一致性?

背景

作为一名MySQL DBA,就应该了解MySQL备份无论是逻辑备份还是物理备份,都会使用FLUSH TABLES WITH READ LOCK(下面简称FTWRL)锁来保证数据库备份的一致性。

描述FTWRL锁对一致性的影响

先拿,MySQL逻辑备份MySQLDump举例。

MySQLDump,为了保证备份一致性,需要添加2个参数

--single-transaction --master-data=2 。

在开启--single-transaction后,MySQLDump的备份流程大概就是,在MySQL中会执行如下操作。

  1. 刷新表flush tables 用来防止DDL操作。
  2. 执行FTWRL锁,这个时候整个数据库整体被锁住,让数据库处于一个一致性的状态。
  3. 设置当前session(回话)事务的隔离级别为RR。
  4. 记录当前的MySQLbinlog的位置,或者GTID信息。
  5. 解锁。#从加锁到解锁执行速度会很快,前提是没有锁冲突,如果有锁冲突,就会到锁等待的一个状态。

物理备份xtrabackup,物理备份执行FTWRL锁的时间相对较长,下面来看一下xtrabackup对FTWRL锁的流程。

  1. 执行FTWRL锁。
  2. 拷贝frm、MYD、MYI、etc拷贝。
  3. 等待redo的拷贝完成。
  4. 记录当前的MySQLbinlog的位置,或者GTID信息。
  5. 解锁。

xtrabackup加锁是为了保证在数据库中如果有MyiSAM表,尽量保证MyiSAM表的备份一致性。

#之前有个同学说。物理备份加FTWRL锁会比逻辑备份加锁时间短,这个结论其实是错误的。物理备份加锁的时间完全取决一下当前数据库里有没有MyiSAM表,MyiSAM表的大小。

TiDB是用什么保证数据库一致性的

先说TiDB官方推荐的逻辑备份mydumper, 一开始我以为mydumper也是用FTWRL锁来保证备份的一致性。结果我今天在看文档的时候发现,这个结论是错误的。

官方对mydumper进行了优化和修改。先看一下官方的描述。下面内容来自TiDB官方文档。

  1. 对于 TiDB 可以设置 tidb_snapshot 的值指定备份数据的时间点,从而保证备份的一致性,而不是通过 FLUSH TABLES WITH READ LOCK 来保证备份一致性。
  2. 使用 TiDB 的隐藏列 _tidb_rowid 优化了单表内数据的并发导出性能。

大家先记住 TiDB 是通过 tidb_snapshot,来实现备份,而不是FTWRL锁来保证。这么设计会有什么问题?能保证数据备份的一致性吗?

要解答这个问题,要简单说一下TiDB的架构设计。

TiDB的存储节点是TiKV,下面主要针对TiKV来说。先把TiKV,理解为很大的一个Key-value的存储器。

(图1选自TiDB官方文档)

这块跟备份其实没有什么关系,先让大家大概了解一下TiKV存什么。

下面的内容就跟备份有关系了,TiDB 的MVCC(多版本控制器)实现是在TiKV中。TiKV中加了MVCC,key和value这样的。

我认为version就是TSO(全局唯一递增时间戳),我是通过TiDB二阶段提交中发现的。

如果不是的话version的版本信息就会存在PD里面,这样设计的话会增加PD的压力,感觉不现实。

针对上面描述有一个小的结论TiKV里面会存储历史key的信息。

下面还是来一个问答来解答上面的疑问。

问:TiDB是通过什么来保证数据的一致性的?

答:是基于TiKV里面的MVCC来保证的,根据当前的的时间戳信息,来下发命令

sql="SET SESSION tidb_snapshot = '415599012634951683'"。

这个session就会读到这个时间点的历史版本的数据。

下一步的操作,只要把所有的表和里面的数据扫出来就可以了。

问:通过MVCC实现的备份,能达到一致性吗?(因为没有锁)

答:是可以的,大家可以看一下我之前写的《浅析TiDB二阶段提交》那篇文章中里面有写到,只有事务成功提交才能会写入到TiKV中,才会有TSO(全局唯一递增时间戳)。也就是TiKV中里面的key都是成功提交的。

那么在备份的过程中提交的成功的事务是不会被扫到的。

因为备份过程中提交的事务的tso(全局唯一递增时间戳)会大于当前的备份发起的tso(全局唯一递增时间戳)。

问: 使用了MVCC的备份方式,会有那些问题?

答:我认为最大的问题就是 在备份的过程中老的key被GC(垃圾清理)掉,解决这个问题的最好的办法,可以把GC(垃圾清理)时间设置的长一点。

UPDATE mysql.tidb SET VARIABLE_VALUE = '800h' WHERE VARIABLE_NAME = 'tikv_gc_life_time';

可以设置为800h(根据时间情况而定),备份结束后要修改回来,否则会浪费存储空间。

通过上面的描述,大家应该会了解到TiDB对备份的一致性处理的相关细节。

在TiDB4.0的分布式备份恢复工具br,在这块处理是类似的。也是利用MVCC的方式来实现的。

最后在安利一下TiDB4.0的备份工具br。备份的速度快,消耗资源相对较低。下面的案例仅供参考大家感兴趣的话 我可以做一下详细的测试,留言刷起来

机器描述:三台腾讯云4C8G SSD50G,Sysbench 压力10张表每张表1千万条数据。

整体大概5分钟左右,brlog里面会记录相关信息。

开始时间16:44:27.009 结束时间16:49:40.395

相同环境我用mydumper测,mydumper运行在tidb的节点上。

mydumper是4个线程数(默认线程数)

他备份的过程中把tidb压的OOM了。

#可以用-r参数控制每个并发处理的数据量来避免。

大概是我的机器配置低,而且mydumper和tidb-server是同一台机器,这块只是给大家提供一个参考。这块我在后续测一下吧,会有一个完整的测试例子,目前备份工具还是推荐mydumper

本文分享自微信公众号 - 3306pai(pai3306),作者:田帅萌

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原始发表时间:2020-03-28

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