XtraBackup完整备份与增量备份的原理

MySQL数据库实现备份的操作包括完整备份和增量备份等，本文我们主要介绍一下增量备份和完整备份的原理，接下来我们就一起来了解一下这部分内容。

完整备份的原理：

对于InnoDB，XtraBackup基于InnoDB的crash-recovery功能进行备份。

crash-recovery是这样的：InnoDB维护了一个redo log，又称为 transaction log，也叫事务日志，它包含了InnoDB数据的所有改动情况。InnoDB启动的时候先去检查datafile和transaction log，然后应用所有已提交的事务并回滚所有未提交的事务。

XtraBackup在备份的时候并不锁定表，而是一页一页地复制InnoDB的数据，与此同时，XtraBackup还有另外一个线程监视着transactions log，一旦log发生变化，就把变化过的log pages复制走(因为transactions log文件大小有限，写满之后，就会从头再开始写，新数据可能会覆盖到旧的数据，所以一旦变化就要立刻复制走）。在全部数据文件复制完成之后，停止复制logfile。

XtraBackup采用了其内置的InnoDB库以read-write模式打开InnoDB的数据文件，然后每次读写1MB(1MB/16KB=64page)的数据，一页一页地遍历，同时用InnoDB的buf_page_is_corrupted()函数检查此页的数据是否正常，如果正常则进行复制，如不正常则重新读取，最多重读10次，如果还是失败，则备份失败退出。复制transactions log的原理也是一样的，只不过每次读写512KB(512KB/16KB=32page)的数据。

由于XtraBackup其内置的InnoDB库打开文件的时候是rw的，所以运行XtraBackup的用户，必须对InnoDB的数据文件具有读写权限。

由于XtraBackup要从文件系统中复制大量的数据，所以它尽可能地使用posix_fadvise()，来告诉OS不要缓存读取到的数据(因为这些数据不会重用到了)，从而提升性能。如果要缓存的话，大量的数据会对OS的虚拟内存造成很大的压力，其它进程如mysqld）很有可能会被swap出去，这样就出问题了。同时，XtraBackup在读取数据的时候还尽可能地预读。

由于不锁表，所以复制出来的数据是不一致的，数据的一致性是在恢复的时候使用crash-recovery进行实现的。

对于MyISAM,XtraBackup还是首先锁定所有的表，然后复制所有文件。

增量备份的原理：

在完整备份和增量备份文件中都有一个文件xtrabackup_checkpoints会记录备份完成时检查点的LSN。在进行新的增量备份时，XtraBackup会比较表空间中每页的LSN是否大于上次备份完成的LSN，如果是，则备份该页，并记录当前检查点的LSN。