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MySQL数据库学习系列五五．MYSQL运维实践
5.1-MySQL日志系统
什么是日志
日志(log)是一种顺序记录事件流水的文件
记录计算机程序运行过程中发生了什么
多种多样的用途
o帮助分析程序问题
o分析服务请求的特征、流量等
o判断工作是否成功执行
o等等……
MySQL日志的分类
服务器日志
o记录进程启动运行过程中的特殊事件，帮助分析MySQL服务遇到的问题
o根据需求抓取特定的SQL语句，追踪性能可能存在的问题的业务SQL
事务日志
o记录应用程序对数据的所有更改
o可用于数据恢复
o可用于实例间数据同步
分类 日志名称
服务器日志 服务错误日志
服务器日志 慢查询日志
服务器日志 综合查询日志
事务日志 存储引擎事务日志
事务日志 二进制日志
服务错误日志
记录实例启动运行过程中重要消息
配置参数
olog_error = /data/mysql_data/node-1/mysql.log
内容并非全是错误消息
如果mysqld进程无法正常启动首先查看错误日志
慢查询日志
记录执行时间超过一定阈值的SQL语句
配置参数
slow_query_log = 1
slow_query_log_file = /data/mysql_data/node-1/mysql-slow.log
long_query_time = 5
用于分析系统中可能存在性能问题的SQL
综合查询日志
如果开启将会记录系统中所有SQL语句
配置参数
general_log = 1
general_log_file = /data/mysql_data/node-1/mysql-slow.log
偶尔用于帮助分析系统问题，对性能有影响
查询日志的输出与文件切换
日志输出参数
log_output={file|table|none}
如果日志文件过大，可以定期截断并切换新文件
flush log;
存储引擎事务日志
部分存储引擎拥有重做日志(redo log)
如InnoDB, TokuDB等WAL(Write Ahead Log)机制存储引擎
日志随着事务commit优先持久化，确保异常恢复不丢数据
日志顺序写性能较好
InnoDB事务日志重用机制
InnoDB事务日志采用两组文件交替重用
二进制日志binlog
binlog (binary log)
记录数据引起数据变化的SQL语句或数据逻辑变化的内容
MySQL服务层记录，无关存储引擎
binlog的主要作用：
o基于备份恢复数据
o数据库主从同步
o挖掘分析SQL语句
开启binlog
主要参数
log_bin = c:/tmp/mylog/mysql-bin
sql_log_bin = 1
sync_binlog = 1
查看binlog
show binary logs;
binlog管理
主要参数
max_binlog_size = 100MB
expire_logs_days = 7
binlog始终生成新文件，不会重用
手工清理binlog
purge binary logs to 'mysql-bin.000009';
purge binary logs before '2016-4-2 21:00:40'
查看binlog内容
日志
show binlog events in 'mysql-bin.000011';
show binlog events in 'mysql-bin.000011' from 60 limit 3;
mysqlbinlog工具
mysqlbinlog c:/tmp/mylog/mysql-bin.000001
--start-datetime | --stop-datetime
--start-position | --stop-position
binlog格式
主要参数
binlog_format = {ROW|STATEMENT|MIXED}
查看row模式的binlog内容
mysqlbinlog --base64-output=decode-rows -v c:/tmp/mylpg/mysql-bin.000001
5.2-MySQL数据备份
基本指数 - 备份用途
数据备灾
o应对硬件故障数据丢失
o应对人为或程序bug导致数据删除
制作镜像库以供服务
o需要将数据迁移、统计分析等用处
o需要为线上数据建立一个镜像
基本知识 - 备份内容
数据
o数据文件或文本格式数据
操作日志(binlog)
o数据库变更日志
基本知识 - 冷备份与热备份
冷备份
o关闭数据库服务，完整拷贝数据文件
热备份
o在不影响数据库读写服务的情况下备份数据库
基本知识 - 物理备份与逻辑备份
物理备份
o以数据页的形式拷贝数据
逻辑备份
o导出为裸数据或者SQL(insert)语句
基本知识 - 本地备份与远程备份
本地备份
o在数据库服务器本地进行备份
远程备份
o远程连接数据库进行备份
基本知识 - 全量备份与增量备份
全量备份
o备份完整的数据库
增量备份
o只备份上一次备份以来发生修改的数据
基本知识 - 备份周期
考虑因素：
数据库大小(决定备份时间)
恢复速度要求(快速or慢速)
备份方式(全量or增量)
常用工具及用法
mysqldump - 逻辑备份，热备
xtrabackup - 物理备份， 热备
Lvm/zfs snapshot - 物理备份
mydumper - 逻辑备份，热备
cp - 物理备份，冷备
常用工具及用法 - mysqldump
MySQL官方自带的命令行工具
主要示例：
演示使用mysqldump备份表、库、实例
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mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --all-databases > /dbbackup/all_db.sql# 备份指定的数据库
mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --databases db2 > /dbbackup/db2.sql# 备份单个表
mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock db2 t1 >/dbbackup/db2_t1.sql# 还原表
mysql > source /dbbackup/db2_t1.sql
演示使用mysqldump制作一致性备份
mysqldump --single-transaction -uroot -p123456 --all-databases > /dbbackup/add_db_2.sql
演示使用mysqldump远程备份一个数据库
mysqldump -utest -ptest -h292.168.0.68 -P3306 --all-databases > /dbbackup/remote_bakall.sql
演示使用mysqldump导出数据为csv格式
mysqldump -uroot -p123456 --single-transaction --fields-terminated-by=, db1 -T /tmp
常用工具及用法 - xtrabackup
特点：
开源，在线备份InnoDB表
支持限速备份，避免对业务造成影响
支持流备
支持增量备份
支持备份文件压缩与加密
支持并行备份与恢复，速度快
xtrabackup备份原理
基于InnoDB的crash-recovery功能
备份期间允许用户读写，写请求产生redo日志
从磁盘上拷贝数据文件
从InnoDB redo log file实时拷贝走备份期间产生的所有redo日志
恢复的时候 数据文件 + redo日志 = 一致性数据
实用脚本innobackupex
开源Perl脚本，封装调用xtrabackup及一系列相关工具与OS操作，最终完成备份过程
支持备份InnoDB和其他引擎的表
备份一致性保证
innobackupex备份基本流程
start xtrabackup_log -> copy .ibd; ibdata1 -> FLUSH TABLE WITH READ LOCK -> copy .FRM; MYD; MYI; misc files -> Get binary log position -> UNLOCK TABLES -> stop and copy xtrabackup_log
innobackupex使用
主要示例：
全量备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf /dbbackup
增量备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --incremental --incremental-dir /dbbackup/2016-4-3_13:24:32 /dbbackup
流方式备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --stream=xbstream /dbbackup/ > /dbbackup/stream.bak
并行备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --parallel=4 /dbbackup/
限流备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --throttle=10 /dbbackup/
压缩备份
innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --compress --compress-thread 4 /dbbackup/
如何制定备份策略
需要考虑的因素
数据库是不是都是innodb引擎表 -> 备份方式，热备or冷备
数据量大小 -> 逻辑备份or物理备份，全量or增量
数据库本地磁盘空间十分充足 -> 备份到本地or远程
需要多块恢复 -> 备份频率 小时or天
5.3-MySQL数据恢复
什么时候需要恢复数据
硬件故障(如磁盘损坏)
人为删除(如误删除数据、被黑)
业务回滚(如游戏bug需要回档)
正常需求(如部署镜像库、查看历史某时刻数据)
数据恢复的必要条件
有效备份
完整的数据库操作日志(binlog)
数据恢复思路
最新一次备份 + binlog恢复到故障时间点(适用于各种数据丢失场景)
挖掘最后一次备份到故障点之间的binlog获取相关SQL语句，构造反转SQL语句并应用到数据库(只是用于记录丢失，且binlog必须是row格式)
反转SQL语句
例：
t1(id primary key, a int)
反转SQL语句：
insert into t(id, a) values(1, 1) -> delete t1 where id=1 and a=1 update t1 set a=5 where id=1 -> update t1 set a=1 where id=1 delete from t1 where id=1 -> insert into t(id, a) values(1, 1)
数据库恢复工具与命令
mysqldump备份 -> source恢复
xtrabackup备份 -> xtrabackup恢复
binlog备份 -> mysqlbinlog恢复
详细示例讲解
恢复某几条误删数据
恢复误删表、库
将数据库恢复到指定时间点
恢复误删除数据
case：误操作，删除数据忘记带完整条件，执行delete from user where age > 30 [and sex=male]
需求：将被删除的数据还原
恢复前提：完整的数据库操作日志(binlog)
delete from user where sex='female';
mysqlbinlog -vv mysql-bin.000001# 找出sql语句，然后写出反转sql语句
恢复误删表、库
case：业务被黑，表被删除了(drop teble user)
需求：将表恢复
前提：备份 + 备份以来完整binlog
innobackupex --apply-log /dbbackup/filename# 查看binlog的位置点
cat xtrabackup_binlog_info# 查看结束点
mysqlbinlog -vv filename
mysqlbinlog -vv --start-position=2556990 -- stop-position=2776338
mysqlbinlog -vv --start-position=2556990 -- stop-position=2776338 | mysql -uroot -p123456 --sock=/dbbackup/mysql_3309/mysqld.sock
课程小结
恢复是已经非常苦逼的差事，尽量避免做。我们要做数据卫士而不是救火队员。(线上应该严格把控权限，数据变更操作应事先测试，操作时做好备份)
有效备份(+binlog)是重中之重，对数据库定期备份是必须的
备份是一切数据恢复的基础
5.4-MySQL线上部署
MySQL线上部署
考虑因素：
版本选择， 5.1、5.5还是5.6？
分支选择，官方社区版？ percona server？ Mariadb？
安装方式，包安装？二进制包安装？源码安装？
路径配置，参数配置(尽量模板化、标准化)
一个实例多个库 or 多个实例单个库？
二进制安装MySQL
下载软件包
解压放到指定目录(比如/usr/local)
将MySQL目录放到PATH中
初始化实例，编辑配置文件并启动
账户安全设置
编译安装MySQL
下载MySQL源码安装包
安装必要包(make cmake bison-devel ncurses-devel build-essential)
Cmake配置MySQL编译选项，可以定制需要安装的功能
make && make install
初始化实例，编辑配置文件并启动
账户安全设置
MySQL升级
下载MySQL5.6安装包并配置MySQL5.6安装包安装路径
关闭MySQL5.5实例，修改部分参数，使用MySQL5.6软件启动
执行MySQL5.6路径下mysql_upgrade脚本
验证是否成功升级
MySQL多实例安装
部署好mysql软件
编辑多个配置文件，初始化多个实例
启动MySQL实例
MySQL多实例部署
为啥多实例部署？
充分利用系统资源
资源隔离
业务、模块隔离
MySQL线上安装小结
根据需求选择合适的版本以及分支，建议使用或升级到较高版本5.5或5.6
如果需要定制MySQL功能的话，可以考虑编译安装，否则的话建议使用二进制包安装，比较省事
根据机器配置选择部署多个MySQL实例还是单个实例，机器配置非常好的话，建议部署多实例
5.5-MySQL主从复制
MySQL主从复制
一主一从
主主复制
一主多从
多主一从
联级复制
MySQL主从复制用途
实时灾备，用于故障切换
读写分离，提供查询服务
备份，避免影响业务
MySQL主从复制部署
主从部署必要条件
主库开启binlog日志(设置log-bin参数)
主从server-id不同
从库服务器能连通主库
主从部署步骤：
备份还原(mysqldump或xtrabackup)
授权(grant replication slave on .)
配置复制，并启动(change master to)
查看主从复制信息(show slave status\G)
MySQL复制存在的问题
存在的问题
主机宕机后，数据可能丢失
从库只有一个sql thread，主库写压力大，复制很可能延时
解决方法：
半同步复制
并行复制
MySQL semi-sync(半同步复制)
半同步复制
5.5集成到MySQL，以插件形式存在，需要单独安装
确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
不保证从库应用完这个事务的binlog
性能有一定的降低，响应时间更长
网络异常或从库宕机，卡住主库，直到超时或从库恢复
MySQL异步复制
MySQL semi-sync(半同步复制)
配置MySQL半同步复制
只需一次：
主库：
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
从库：
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
动态设置：
主库：
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled=1; SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_timeout=N; master 延迟切异步
从库：
SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled=1;
配置MySQL并行复制
并行复制
社区版5.6中新增
并行是指从库多线程apply binlog
库级别并行应用binlog，同一个数据库更改还是串行的(5.7版并行复制基于事务组)
设置
set global slave_parallel_workers=10; 设置sql线程数为10
联级复制
A -> B -> C
B中添加参数： log_slave_updates B将把A的binlog记录到自己的binlog日志中
复制监控
查询从库状态：
show slave status\G
复制出错处理
常见：1062(主键冲突) 1032(记录不存在) 解决：手动处理 或： 跳过复制出错 set global sql_slave_skip_counter=1
总结
MySQL主从复制是MySQL高可用性、高性能(负载均衡)的基础
简单、灵活，部署方式多样，可以根据不同业务场景部署不同复制结构
MySQL主从复制目前也存在一些问题，可以根据需要部署复制增强功能来解决问题
复制过程中应该时刻监控复制状态，复制出错或延时可能给系统造成影响
MySQL复制是MySQL数据库工程师必知必会的一项基本技能
5.6-MySQL日常运维
DBA运维工作
日常
导数据、数据修改、表结构变更
加权限、问题处理 其他
数据库选型部署、设计、监控、备份、优化等
导数据及注意事项
数据最终形式(csv、sql文本 还是直接导入某库中)
导数据方法(mysqldump、select into outfile)
导数据注意事项
o导出为csv格式需要file权限，而且只能数据库本地导
o避免锁库锁表(mysqldump使用——single-transaction选项不锁表)
o避免对业务造成影响，尽量在镜像库做
数据修改及注意事项
修改前切记做好备份
开事务做，修改完检查好了再提交
避免一次 修改大量数据，可以分批修改
避免业务高峰期做
表结构变更注意事项
在低峰期做
表结构变更是否会有锁？(5.6包含online ddl功能)
使用pt-online-schema-change完成表结构变更
o可以避免主从延时
o可以避免负载过高，可以限速
加权限及注意事项
只给符合需求的最低权限
避免授权时修改密码
避免给应用账号super权限
问题处理(数据库慢？)
数据库慢在哪？
show processlist查看mysql连接信息
查看系统状态(iostat, top, vmstat)
小结
日常工作比较简单，但是任何一个操作都可能影响线上服务
结合不同环境，不同要求选择最合适的方法处理
日常工作应该求稳不求快，保障线上稳定是DBA的最大责任
5.7-MySQL参数调优
为什么要调整参数
不同服务器之间的配置、性能不一样
不同业务场景对数据的需求不一样
MySQL的默认参数只是个参考值，并不适合所有的应用场合
优化之前我们需要知道什么
服务器相关的配置
业务相关的情况
MySQL相关的配置
服务器上需要关注哪些
硬件情况
操作系统版本
CPU、网卡节电模式
服务器numa设置
RAID卡缓存
磁盘调度策略-write back
数据写入cache既返回，数据异步的从cache刷入存储介质
磁盘调度策略-write through
数据同时写入cache和存储介质才返回写入成功
Write Back VS Write Through
write Back 性能优于 Write Through
Write Through 比 Write Back安全性高
RAID
RAID Redundant Array of Independent Disks
o生产环境里一般不太会用裸设备，通常会使用RAID卡对一块盘或多块盘做RAID
oRAID卡会预留一块内存，来保证数据高效存储与读取
o常见的RAID类型有:RAID1、RAID0、RAID10和RAID5
RAID0 VS RAID1
RAID 0 - Block Striped. No Mirror. No Parity.
RAID 1 - Block Mirrored. No Stripe. No Parity.
RAID5 VS RAID10
RAID 5 - Block Striped. Distributed Parity.(至少三块盘，每块里有两个数据块和一个校验块)
RAID 10 - Block Mirrored.(每两块盘做RAID1，然后再按组做RAID0，至少四块盘)
RAID如何保证数据安全
BBU(Backup Battery Unit)
oBBU保证在WB策略下，即使服务器发生掉电或者宕机，也能够将缓存数据写入到磁盘，从而保证数据的安全
MySQL有哪些注意事项
MySQL的部署安装
MySQL的监控
MySQL参数调优
部署MySQL的要求
推荐的MySQL版本: >= MySQL5.5
推荐的MySQL存储引擎: InnoDB
系统调优的依据：监控
实时监控MySQL的slow log
实时监控数据库服务器的负载情况
实时监控MySQL内部状态值
通常关注哪些MySQL Status
Com_Select/Update/Delete/Insert
Bytes_received/Bytes_sent
Buffer Pool Hit Rate
Threads_connected/Threads_created/Threads_running
MySQL参数调优
为什么要调整MySQL的参数
oMySQL是通用数据库，但业务是多变的，默认参数无法满足所有业务需求
oMySQL内部一些参数是在MySQL一些很老的版本时候做的，可能之前是做限流和保护用的，但随着机器性能的提高，这些保护类的参数可能会成为性能瓶颈
读优化
合理利用索引对MySQL查询性能至关重要
适当的调整参数也能提升查询性能
innodb_buffer_pool_size
InnoDB存储引擎自己维护一块内存区域完成新老数据的替换
内存越大越能缓存更多的数据
innodb_thread_concurrency
innoDB内部并发控制参数，设置为0代表不做控制
如果并发请求较多，参数设置较小，后进来的请求将会排队
写优化
表结构设计上使用自增字段作为表的主键
只对合适的字段加索引，索引太多影响写入性能
监控服务器磁盘IO情况，如果写延迟较大则需要扩容
选择正确的MySQL版本，合理设置参数
哪些参数有助于提高写入性能
innoDB_flush_log_at_trx_commit && sync_binlog
innodb log file size
innodb_io_capacity
innodb insert buffer
主要影响MySQL写性能的两个参数
innoDB_flush_log_at_trx_commit
sync_binlog
innoDB_flush_log_at_trx_commit
控制InnoDB事务的刷新方式，一共有三个值：0,1,2
oN=0 - 每隔一秒，把事务日志缓存区的数据写到日志文件中，以及把日志文件的数据刷新到磁盘上(高效，但不安全)
oN=1 - 每个事务提交时候，把事务日志从缓存区写到日志文件中，并且刷新日志文件的数据到磁盘上，优先使用此模式保障数据安全性(低效，非常安全)
oN=2 - 每事务提交的时候，把事务日志数据从缓存区写到日志文件中；每隔一秒，但不一定刷新到磁盘上，而是取决于操作系统的调度(高效，但不安全)
sync_binlog
控制每次写入Binlog，是否都需要进行一次持久化
如何保证事务的安全
innoDB_flush_log_at_trx_commit 和 sync_binlog都设为1
事务要和Binlog保证一致性
(加锁)-> xa_prepare, Fsync -> Write And Fsync Binlog -> InnoDB Commit, Fsync ->(释放锁)
串行有哪些问题
SAS盘一般每秒只能有150~200个Fsync。
换算到数据库每秒只能执行50~60个事务
社区和官方的改进
MariaDB提出改进，即使这两个参数都是1也能做到合并效果，性能得到了大幅提高。
官方吸收了MariaDB的思想，并在此基础上进行了改进，性能再次得到了提高
Tips:
官方在MySQL5.6版本之后才做了这个优化
Percona和MariaDB版本在MySQL5.5已经包含了这个优化
InnoDB Redo log
Write ahead Log
Redo log的作用
Redo log用在数据库崩溃会的故障恢复
Redo log有哪些问题
如果写入频繁导致Redo log里对应的最老的数据脏页还没有刷新到磁盘，此时数据库将卡住，强制刷新脏页到磁盘
MySQL默认配置两个文件才10M，非常容易写满，生产环境中应适当调整大小。
innodb_io_capacity
InnoDB每次刷多少个脏页，决定InnoDB存储引擎的吞吐能力。
在SSD等高性能存储介质下，应该提高该参数以提高数据库的性能。
Insert Buffer
顺序读写 VS 随机读写
随机请求性能远小于顺序请求
尽可能多的随机请求合并为顺序请求才是提高数据库性能的关键
MySQL从5.1版本开始支持Insert Buffer
MySQL5.5版本之后同时支持update和delete的merge
Insert Buffer只对二级索引且非唯一索引有效
总结
服务器配置要合理(内核版本、磁盘调度策略、RAID卡缓存)
完善的监控系统，提前发现问题
数据库版本要跟上，不要太新，也不要太老
数据库性能优化：
o查询优化：索引优化为主，参数优化为辅
o写入优化：业务优化为主，参数优化为辅