xtr备份prepare到底变化了啥

xtrabackup 备份与恢复实验手册

实验目标

通过本实验，学生将理解：

全量备份的过程和文件结构
--prepare 的作用和前后变化
备份后数据变化对 LSN 的影响
完整的数据恢复流程

实验环境准备

1. 确认 MySQL 已安装并运行

bash 复制代码

systemctl status mysqld
mysql -uroot -p -e "SELECT VERSION();"

2. 确认 xtrabackup 已安装

bash 复制代码

xtrabackup --version

3. 创建实验目录

bash 复制代码

mkdir -p /data/backup/exp
cd /data/backup/exp

4. 确认 MySQL 连接参数

bash 复制代码

# 查看 socket 路径
grep socket /etc/my.cnf
# 预期输出：socket=/data/mysql/mysql.sock

实验一：全量备份与 prepare 前后对比

步骤 1：执行全量备份

bash 复制代码

xtrabackup --backup \
  --user=root \
  --password=123456 \
  --socket=/data/mysql/mysql.sock \
  --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

预期输出： 最后一行显示 completed OK!

步骤 2：查看备份文件结构

bash 复制代码

ls -la /data/backup/exp/full_backup

学生需要认识的文件：

文件	作用
`xtrabackup_checkpoints`	备份的 LSN 位置信息（核心）
`xtrabackup_logfile`	备份期间的 redo 日志
`ibdata1`	系统表空间
`mysql.ibd`	mysql 系统库
`undo_001` / `undo_002`	undo 表空间
`backup-my.cnf`	MySQL 配置备份

步骤 3：查看 prepare 前的检查点

bash 复制代码

cat /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_checkpoints

记录输出：

复制代码

backup_type = full-backuped
from_lsn = 0
to_lsn = xxxxx
last_lsn = xxxxx

步骤 4：查看 prepare 前的 redo 日志大小

bash 复制代码

ls -lh /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_logfile

步骤 5：执行 prepare

bash 复制代码

xtrabackup --prepare --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

步骤 6：查看 prepare 后的检查点

bash 复制代码

cat /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_checkpoints

对比变化：

backup_type 从 full-backuped 变为 full-prepared
last_lsn 不变

步骤 7：查看 prepare 后的 redo 日志

bash 复制代码

ls -lh /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_logfile

观察： 文件应该消失或大小为 0

实验一总结表

项目	prepare 前	prepare 后
`backup_type`	full-backuped	full-prepared
`last_lsn`	固定值 L	不变（L）
`xtrabackup_logfile`	存在（有大小）	消失/空
数据一致性	不一致	一致

实验二：备份后写入数据，观察 LSN 变化

步骤 1：记录当前 LSN

bash 复制代码

mysql -uroot -p123456 -e "SHOW ENGINE INNODB STATUS\G" | grep "Log sequence number"

步骤 2：写入测试数据

bash 复制代码

mysql -uroot -p123456 -e "
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS test;
USE test;
CREATE TABLE users (id INT, name VARCHAR(50));
INSERT INTO users VALUES (1, 'Alice'), (2, 'Bob');
"

步骤 3：再次查看 LSN（应该变大了）

bash 复制代码

mysql -uroot -p123456 -e "SHOW ENGINE INNODB STATUS\G" | grep "Log sequence number"

步骤 4：重新备份

bash 复制代码

xtrabackup --backup \
  --user=root \
  --password=123456 \
  --socket=/data/mysql/mysql.sock \
  --target-dir=/data/backup/exp/full_backup2

步骤 5：查看新备份的 LSN（比第一次大）

bash 复制代码

cat /data/backup/exp/full_backup2/xtrabackup_checkpoints

实验二结论

复制代码

LSN 随着数据修改而增长
备份记录的 LSN = 备份完成那一刻的位置
备份之间的 LSN 差异 = 期间数据变化的量

实验三：完整恢复演练

步骤 1：模拟故障（删除数据）

bash 复制代码

# 停止 MySQL
systemctl stop mysqld

# 备份原数据目录
mv /data/mysql/data /data/mysql/data.bak.$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

# 创建新的空数据目录
mkdir -p /data/mysql/data

步骤 2：恢复数据

bash 复制代码

xtrabackup --copy-back --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

步骤 3：修复权限

bash 复制代码

chown -R mysql:mysql /data/mysql/data

步骤 4：启动 MySQL

bash 复制代码

systemctl start mysqld
systemctl status mysqld

步骤 5：验证数据

bash 复制代码

mysql -uroot -p123456 -e "SHOW DATABASES;"
mysql -uroot -p123456 -e "SELECT * FROM test.users;"

预期输出： 恢复后的数据与备份时一致（实验二写入的数据不会出现）

实验三结论

复制代码

恢复的数据 = 备份时刻的数据状态
备份后写入的数据会丢失（除非使用增量备份）

实验四：增量备份（扩展实验）

步骤 1：基于全量备份做增量

bash 复制代码

# 先写入一些数据
mysql -uroot -p123456 -e "INSERT INTO test.users VALUES (3, 'Charlie');"

# 执行增量备份
xtrabackup --backup \
  --user=root \
  --password=123456 \
  --socket=/data/mysql/mysql.sock \
  --target-dir=/data/backup/exp/incr_backup1 \
  --incremental-basedir=/data/backup/exp/full_backup

步骤 2：查看增量备份的 LSN

bash 复制代码

cat /data/backup/exp/incr_backup1/xtrabackup_checkpoints

观察： backup_type = incremental，from_lsn 等于全量备份的 last_lsn

步骤 3：准备恢复（需要合并全量+增量）

bash 复制代码

# 先 prepare 全量
xtrabackup --prepare --apply-log-only --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

# 合并增量
xtrabackup --prepare --apply-log-only \
  --target-dir=/data/backup/exp/full_backup \
  --incremental-dir=/data/backup/exp/incr_backup1

# 最后执行完整 prepare
xtrabackup --prepare --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

快速验证脚本（一键测试）

bash 复制代码

#!/bin/bash
# 完整实验验证脚本

echo "========== 1. 执行全量备份 =========="
xtrabackup --backup --user=root --password=123456 \
  --socket=/data/mysql/mysql.sock \
  --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

echo "========== 2. 查看 prepare 前检查点 =========="
cat /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_checkpoints

echo "========== 3. 执行 prepare =========="
xtrabackup --prepare --target-dir=/data/backup/exp/full_backup

echo "========== 4. 查看 prepare 后检查点 =========="
cat /data/backup/exp/full_backup/xtrabackup_checkpoints

echo "========== 5. 写入测试数据 =========="
mysql -uroot -p123456 -e "CREATE DATABASE IF NOT EXISTS test; CREATE TABLE test.t1(id INT); INSERT INTO test.t1 VALUES(1);"

echo "========== 6. 重新备份（观察 LSN 变大） =========="
xtrabackup --backup --user=root --password=123456 \
  --socket=/data/mysql/mysql.sock \
  --target-dir=/data/backup/exp/full_backup2
cat /data/backup/exp/full_backup2/xtrabackup_checkpoints

echo "========== 7. 模拟故障并恢复 =========="
systemctl stop mysqld
mv /data/mysql/data /data/mysql/data.bak
mkdir -p /data/mysql/data
xtrabackup --copy-back --target-dir=/data/backup/exp/full_backup
chown -R mysql:mysql /data/mysql/data
systemctl start mysqld

echo "========== 8. 验证恢复结果 =========="
mysql -uroot -p123456 -e "SHOW DATABASES;"
mysql -uroot -p123456 -e "SELECT * FROM test.t1;" 2>/dev/null || echo "test.t1 不存在（正确，因为备份时还没创建）"

echo "========== 实验完成 =========="

核心知识点总结

概念	解释
LSN	日志序列号，MySQL 每次数据修改都会递增
全量备份	复制所有数据文件 + 记录备份期间的 redo
--prepare	应用 redo 使数据一致，相当于崩溃恢复
--copy-back	把 prepare 后的备份复制回数据目录
增量备份	只记录上次备份以来的变化，需要基于全量
backup_type	full-backuped → full-prepared（标记已准备）

这个实验手册，大家最好亲手操作并观察每个步骤的变化，真正理解 xtrabackup 的工作原理。