MySQL binlog：格式、增量恢復、閃回、Java 解析

時間  2019-12-10
標籤 mysql binlog 格式 增量 恢復 閃回 java 解析 欄目 MySQL 简体版
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原文： http://nullwy.me/2018/06/mysq...
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MySQL 的 binlog 日誌文件，記錄了數據庫表的所有修改操做。本文簡單整理 MySQL binlog 相關知識，以及如何使用 binlog 恢復或閃回數據庫數據。html

STATEMENT 格式的 binlog

要想開啓 binlog，須要在啓動 MySQL 時傳入 --log-bin 參數。或者也能夠在 MySQL 配置文件 /etc/my.cnf，設置 log_bin 開啓 binlog。MySQL 5.7 開始，開啓 binlog 後，--server-id 參數也必須指定，不然 MySQL 服務器會啓動失敗。java

binlog_format 支持 STATEMENT, ROW, MIXED 三種格式，MySQL 5.5 和 5.6 默認爲 STATEMENT，MySQL 5.7.7 開始默認爲 ROW。若 SQL 使用 UUID(), RAND(), VERSION() 等函數，或者使用存儲過程、自定義函數，基於 STATEMENT 的主從復時，是不安全的（不少人可能會認爲 NOW(), CURRENT_TIMESTAMP 這些函數也是不安全的，事實上是安全的） [doc1, doc2 ]。基於 ROW 的主從複製，是最安全的複製方式。python

如今先來看下 STATEMENT 格式的 binlog，/etc/my.cnf 文件修改的內容以下：mysql

server_id = 1
log_bin = mysql-bin
binlog_format = STATEMENT
binlog_row_image=FULL

重啓 MySQL 後，在數據目錄 datadir 下，好比 /var/lib/mysql/，將會生成相應的 binlog 文件，mysql-bin.index 和 mysql-bin.000001。.index 後綴的文件保存所有 binlog 文件名。mysql-bin.000001 文件記錄 binlog 內容。每次 MySQL 啓動或者 flush 日誌，都將按序號建立一個新的日誌文件。另外，當日志文件大小超過 max_binlog_size 時，也會建立一個新的日誌文件。git

如今來試一試 binlog 功能。假設在 testdb 庫在有 hello 表，並對其中某行作修改操做：github

mysql> select * from hello;
+----+-------+
| id | name  |
+----+-------+
|  1 | Andy  |
|  2 | Bill  |
|  3 | Candy |
+----+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> update hello set name = 'Will' where id = 3;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

binlog 爲二進制文件，須要使用 mysqlbinlog（doc, man）命令查看：sql

$ sudo mysqlbinlog /var/lib/mysql/mysql-bin.000001  # 直接在 mysql 服務器上讀取 binlog 文件
$ mysqlbinlog -R -h192.168.2.107 -uroot -p123456 mysql-bin.000001  # 或者，遠程讀取 binlog 文件

執行 update 後相應新增的 binlog 文件內容：shell

# at 154
#180617 22:47:49 server id 1  end_log_pos 219 CRC32 0x4bd9d69b     Anonymous_GTID    last_committed=0    sequence_number=1    rbr_only=no
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
# at 219
#180617 22:47:49 server id 1  end_log_pos 302 CRC32 0x476fafc9     Query    thread_id=2    exec_time=0    error_code=0
SET TIMESTAMP=1529246869/*!*/;
SET @@session.pseudo_thread_id=2/*!*/;
SET @@session.foreign_key_checks=1, @@session.sql_auto_is_null=0, @@session.unique_checks=1, @@session.autocommit=1/*!*/;
SET @@session.sql_mode=1075838976/*!*/;
SET @@session.auto_increment_increment=1, @@session.auto_increment_offset=1/*!*/;
/*!\C utf8 *//*!*/;
SET @@session.character_set_client=33,@@session.collation_connection=33,@@session.collation_server=33/*!*/;
SET @@session.lc_time_names=0/*!*/;
SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 302
#180617 22:47:49 server id 1  end_log_pos 423 CRC32 0x7f2c2c7a     Query    thread_id=2    exec_time=0    error_code=0
use `testdb`/*!*/;
SET TIMESTAMP=1529246869/*!*/;
update hello set name = 'Will' where id = 3
/*!*/;
# at 423
#180617 22:47:49 server id 1  end_log_pos 454 CRC32 0x68da744a     Xid = 12
COMMIT/*!*/;

ROW 格式的 binlog

修改 /etc/my.cnf 的 binlog_format 爲 ROW，再重啓 MySQL。格式修改後，會生成一個新的 binlog 文件 mysql-bin.000002。數據庫

mysql> show create table hello;
+-------+-------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table
+-------+-------------------------------------------------------------------------+
| hello | CREATE TABLE `hello` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 |
+-------+-------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from hello where id;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | Andy |
|  2 | Lily |
|  3 | Will |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> update hello set name = 'David' where id = 3;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

查看 ROW 格式的 binlog，須要使用 sudo mysqlbinlog -v --base64-output=DECODE-ROWS /var/lib/mysql/mysql-bin.000002 命令。執行 update 後相應新增的 binlog 內容：安全

# at 154
#180617 22:54:13 server id 1  end_log_pos 219 CRC32 0x2ce70d4d     Anonymous_GTID    last_committed=0    sequence_number=1    rbr_only=yes
/*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/;
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
# at 219
#180617 22:54:13 server id 1  end_log_pos 293 CRC32 0x8183fddf     Query    thread_id=2    exec_time=0    error_code=0
SET TIMESTAMP=1529247253/*!*/;
SET @@session.pseudo_thread_id=2/*!*/;
SET @@session.foreign_key_checks=1, @@session.sql_auto_is_null=0, @@session.unique_checks=1, @@session.autocommit=1/*!*/;
SET @@session.sql_mode=1075838976/*!*/;
SET @@session.auto_increment_increment=1, @@session.auto_increment_offset=1/*!*/;
/*!\C utf8 *//*!*/;
SET @@session.character_set_client=33,@@session.collation_connection=33,@@session.collation_server=33/*!*/;
SET @@session.lc_time_names=0/*!*/;
SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 293
#180617 22:54:13 server id 1  end_log_pos 346 CRC32 0x0fc7e1a4     Table_map: `testdb`.`hello` mapped to number 110
# at 346
#180617 22:54:13 server id 1  end_log_pos 411 CRC32 0xb58e729d     Update_rows: table id 110 flags: STMT_END_F
### UPDATE `testdb`.`hello`
### WHERE
###   @1=3
###   @2='Will'
### SET
###   @1=3
###   @2='David'
# at 411
#180617 22:54:13 server id 1  end_log_pos 442 CRC32 0xef964db8     Xid = 13
COMMIT/*!*/;

若執行以下 SQL：

mysql> insert hello (name) values ('Frank');
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

相應生成的 binlog 內容：

# at 442
#180617 22:55:47 server id 1  end_log_pos 507 CRC32 0x79de08a7     Anonymous_GTID    last_committed=1    sequence_number=2    rbr_only=yes
/*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/;
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
# at 507
#180617 22:55:47 server id 1  end_log_pos 581 CRC32 0x56f9eb6a     Query    thread_id=2    exec_time=0    error_code=0
SET TIMESTAMP=1529247347/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 581
#180617 22:55:47 server id 1  end_log_pos 634 CRC32 0xedb73620     Table_map: `testdb`.`hello` mapped to number 110
# at 634
#180617 22:55:47 server id 1  end_log_pos 684 CRC32 0x525a6a70     Write_rows: table id 110 flags: STMT_END_F
### INSERT INTO `testdb`.`hello`
### SET
###   @1=4
###   @2='Frank'
# at 684
#180617 22:55:47 server id 1  end_log_pos 715 CRC32 0x09a0d4de     Xid = 14
COMMIT/*!*/;

若執行以下 SQL：

mysql> delete from hello where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

相應生成的 binlog 內容：

# at 715
#180617 22:56:44 server id 1  end_log_pos 780 CRC32 0x9f52450e     Anonymous_GTID    last_committed=2    sequence_number=3    rbr_only=yes
/*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/;
SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
# at 780
#180617 22:56:44 server id 1  end_log_pos 854 CRC32 0x0959bc8d     Query    thread_id=2    exec_time=0    error_code=0
SET TIMESTAMP=1529247404/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 854
#180617 22:56:44 server id 1  end_log_pos 907 CRC32 0x2945260f     Table_map: `testdb`.`hello` mapped to number 110
# at 907
#180617 22:56:44 server id 1  end_log_pos 956 CRC32 0xc70df255     Delete_rows: table id 110 flags: STMT_END_F
### DELETE FROM `testdb`.`hello`
### WHERE
###   @1=2
###   @2='Bill'
# at 956
#180617 22:56:44 server id 1  end_log_pos 987 CRC32 0x0c98f18e     Xid = 15
COMMIT/*!*/;

使用 binlog 增量恢復

MySQL 邏輯備份一般會結合全量備份和增量備份，使用 mysqldump 按期全量備份數據庫，而後利用 binlog 保存增量數據。恢復數據時，就是用 mysqldump 備份的數據恢復到備份的時間點。數據庫在備份時間點到當前時間的增量修改，則經過 mysqlbinlog 將 binlog 中的增量數據恢復到數據庫。如今假設已經使用 mysqldump 將數據庫還原到：

mysql> select * from hello;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | Andy |
|  2 | Lily |
|  3 | Will |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

以後執行的 SQL：

update hello set name = 'David' where id = 3;
insert hello (name) values ('Frank');
delete from hello where id = 2;

無論是使用 STATEMENT 仍是 ROW，mysqlbinlog 命令均可以將 binlog 增量恢復到數據庫 [doc ]。

觀察 binlog 能夠看到，從最開始的 update hello set name = 'David' where id = 3; 到最終的 delete from hello where id = 2;，時間上從 "2018-06-17 22:54:13" 到 "2018-06-17 22:56:44"，因此基於時間點恢復，命令以下：

$ sudo mysqlbinlog --start-datetime="2018-06-17 22:54:13" --stop-datetime="2018-06-17 22:56:44" mysql-bin.000002 | mysql -uroot -p123456

binlog 的事件位置號是從 "154" 到 "956"，但須要注意的是 用 --start-position 和 --stop-position 指定位置點範圍，邏輯上對應的是 start <= position < stop，因此基於時間點恢復，命令以下：

$ sudo mysqlbinlog --start-position=154 --stop-position=957 mysql-bin.000002 | mysql -uroot -p123456

兩種方式任意執行，都能將數據恢復到：

mysql> select * from hello;
+----+-------+
| id | name  |
+----+-------+
|  1 | Andy  |
|  3 | David |
|  4 | Frank |
+----+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

使用 binlog2sql 閃回

binlog2sql，做者爲曹單鋒，大衆點評 DBA。binlog2sql，從 MySQL binlog 解析出你要的 SQL。根據不一樣選項，你能夠獲得原始 SQL、回滾 SQL、去除主鍵的 INSERT SQL 等。binlog2sql，底層實現依賴 python-mysql-replication，由該庫完成 MySQL 複製協議和 binlog 格式的解析。

$ python binlog2sql/binlog2sql.py -h192.168.2.107 -uroot -p123456 --start-position=154 --stop-position=957 --start-file='mysql-bin.000002'
UPDATE `testdb`.`hello` SET `id`=3, `name`='David' WHERE `id`=3 AND `name`='Will' LIMIT 1; #start 4 end 411 time 2018-06-17 22:54:13
INSERT INTO `testdb`.`hello`(`id`, `name`) VALUES (4, 'Frank'); #start 442 end 684 time 2018-06-17 22:55:47
DELETE FROM `testdb`.`hello` WHERE `id`=2 AND `name`='Bill' LIMIT 1; #start 715 end 956 time 2018-06-17 22:56:44

生成回滾 sql：

$ python binlog2sql/binlog2sql.py --flashback -h192.168.2.107 -uroot -p123456 --start-position=154 --stop-position=956 --start-file='mysql-bin.000002'
INSERT INTO `testdb`.`hello`(`id`, `name`) VALUES (2, 'Bill'); #start 715 end 956 time 2018-06-17 22:56:44
DELETE FROM `testdb`.`hello` WHERE `id`=4 AND `name`='Frank' LIMIT 1; #start 442 end 684 time 2018-06-17 22:55:47
UPDATE `testdb`.`hello` SET `id`=3, `name`='Will' WHERE `id`=3 AND `name`='David' LIMIT 1; #start 154 end 411 time 2018-06-17 22:54:13

閃回的現實原理很簡單，先經過 MySQL 複製協議的 com-binlog-dump 命令 dump 出 binlog，而後按照 binlog 的格式規範解析 binlog，將 binlog 轉換成 SQL，再將這些 SQL 轉換反向邏輯的 SQL，最後再倒序執行。具體能夠看，binlog2sql 做者的文章 [ref ]。

Java 解析 binlog

上文中的 binlog2sql 其實底層依賴 python-mysql-replication 庫，這是 Python 庫。若是想使用 Java 解析 binlog 可使用 mysql-binlog-connector-java（github）庫。目前開源的 CDC 工具，如 Zendesk maxwell、Redhat debezium、LinkedIn Databus 等都底層依賴 mysql-binlog-connector-java 或者其前身 open-replicator。使用 mysql-binlog-connector-java 的示例代碼以下：

BinaryLogClient client = new BinaryLogClient("192.168.2.107", 3306, "root", "123456");
client.setBinlogFilename("mysql-bin.000001");
client.setBinlogPosition(4);
client.setBlocking(false);
client.registerEventListener(event -> {
    System.out.println(event);
});
client.connect();

輸出（省略部份內容）：

...
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247253000, eventType=TABLE_MAP, serverId=1, headerLength=19, dataLength=34, nextPosition=346, flags=0}, data=TableMapEventData{tableId=110, database='testdb', table='hello', columnTypes=8, 15, columnMetadata=0, 40, columnNullability={1}}}
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247253000, eventType=EXT_UPDATE_ROWS, serverId=1, headerLength=19, dataLength=46, nextPosition=411, flags=0}, data=UpdateRowsEventData{tableId=110, includedColumnsBeforeUpdate={0, 1}, includedColumns={0, 1}, rows=[
    {before=[3, Will], after=[3, David]}
]}}
...
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247347000, eventType=TABLE_MAP, serverId=1, headerLength=19, dataLength=34, nextPosition=634, flags=0}, data=TableMapEventData{tableId=110, database='testdb', table='hello', columnTypes=8, 15, columnMetadata=0, 40, columnNullability={1}}}
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247347000, eventType=EXT_WRITE_ROWS, serverId=1, headerLength=19, dataLength=31, nextPosition=684, flags=0}, data=WriteRowsEventData{tableId=110, includedColumns={0, 1}, rows=[
    [4, Frank]
]}}
...
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247404000, eventType=TABLE_MAP, serverId=1, headerLength=19, dataLength=34, nextPosition=907, flags=0}, data=TableMapEventData{tableId=110, database='testdb', table='hello', columnTypes=8, 15, columnMetadata=0, 40, columnNullability={1}}}
Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1529247404000, eventType=EXT_DELETE_ROWS, serverId=1, headerLength=19, dataLength=30, nextPosition=956, flags=0}, data=DeleteRowsEventData{tableId=110, includedColumns={0, 1}, rows=[
    [2, Bill]
]}}

參考資料

  1. MySQL Replication: 5.1.1 Advantages and Disadvantages of Statement-Based and Row-Based Replication https://dev.mysql.com/doc/mys...
  2. Unsafe Statements for Statement-based Replication https://mariadb.com/kb/en/lib...
  3. MySQL 5.7 Reference Manual: 4.6.7 mysqlbinlog https://dev.mysql.com/doc/ref...
  4. MySQL Internals Manual: 14.9 Replication Protocol https://dev.mysql.com/doc/int...
  5. MySQL Internals Manual: 20 The Binary Log https://dev.mysql.com/doc/int...
  6. MySQL閃回原理與實戰 https://github.com/danfengcao...
  7. https://dev.mysql.com/doc/dev...
  8. https://dev.mysql.com/doc/dev...
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