基于Python和Xtrbackup的自动化备份与还原实现
程序员文章站
2022-07-04 22:53:35
xtrabackup是一个MySQL备份还原的常用工具，实际使用过程应该都是shell或者python封装的自动化脚本，尤其是备份。对还原来说，对于基于完整和增量备份的还原，还原差异备份需要指定增量备份等等一系列容易出错的手工操作，以及binlog的还原等，如果纯手工操作的话非常麻烦。即便是你记性非 ......
xtrabackup是一个mysql备份还原的常用工具，实际使用过程应该都是shell或者python封装的自动化脚本，尤其是备份。
对还原来说，对于基于完整和增量备份的还原，还原差异备份需要指定增量备份等等一系列容易出错的手工操作，以及binlog的还原等，如果纯手工操作的话非常麻烦。
即便是你记性非常好，对xtrabackup非常熟悉，纯手工操作的话，非常容易出错，其实也上网找过，还原没有发现太好用的自动化还原脚本。
于是就自己用python封装了xtrabackup备份和还原的过程，可以做到自动化备份，基于时间点的自动化还原等等。
需要对xtrabackup有一定的了解，包括流式备份，压缩备份，xtrabackup还原，mysqlbinlog还原等等。
备份
1，基于xtrabackup的流式压缩备份。
2，周六/或者任意时间的第一次备份为完整备份，其他时间为基于上一次备份的增量备份。
3，将备份开始时间，结束时间，备份路径等信息写入一个日志文件，方便后续自动化还原的时候解析。
效果如下：不管是什么时候，第一次必须为完整备份，然后根据上述规则，继续执行备份的话为基于最新一次备份的增量备份，每备份完成后生成修改备份日志列表信息。
实现：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 import os
3 import time
4 import datetime
5 import sys
6 import socket
7 import shutil
8 import logging
9
10 logging.basicconfig(level=logging.info
11 #handlers={logging.filehandler(filename='backup_log_info.log', mode='a', encoding='utf-8')}
12 )
13
14
15 host = "127.0.0.1"
16 port = "7000"
17 user = "root"
18 password = "root"
19 cnf_file = "/usr/local/mysql57_data/mysql7000/etc/my.cnf"
20 backup_dir = "/usr/local/backupdata"
21 backupfilelist = os.path.join(backup_dir,"backupfilelist.log")
22 backup_keep_days = 15
23
24 #获取备份类型，周六进行完备，平时增量备份，如果没有全备，执行完整备份
25 def get_backup_type():
26 backup_type = none
27 if os.path.exists(backupfilelist):
28 with open(backupfilelist, 'r') as f:
29 lines = f.readlines()
30 if(lines):
31 last_line = lines[-1] #get last backup name
32 if(last_line):
33 if(time.localtime().tm_wday==6):
34 backup_type = "full"
35 else:
36 backup_type = "incr"
37 else:
38 backup_type = "full"
39 else:
40 backup_type = "full"
41 else:
42 #full backup when first backup
43 open(backupfilelist, "a").close()
44 backup_type = "full"
45 return backup_type
46
47 #获取最后一次备份信息
48 def get_last_backup():
49 last_backup = none
50 if os.path.exists(backupfilelist):
51 with open(backupfilelist, 'r') as f:
52 lines = f.readlines()
53 last_line = lines[-1] # get last backup name
54 if (last_line):
55 last_backup = os.path.join(backup_dir, last_line.split("|")[-1])
56 return last_backup.replace("\n","")
57
58
59 #探测实例端口号
60 def get_mysqlservice_status():
61 mysql_stat = 0
62 s = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_stream)
63 result = s.connect_ex((host, int(port)))
64 #port os open
65 if (result == 0):
66 mysql_stat = 1
67 return mysql_stat
68
69 #清理过期的历史备份信息
70 def clean_expired_file():
71 for backup_name in os.listdir(backup_dir):
72 if os.path.isdir(backup_name):
73 bak_datetime = datetime.datetime.strptime(backup_name.replace("_full","").replace("_incr",""), '%y%m%d%h%m%s')
74 if(bak_datetime<datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(days=backup_keep_days)):
75 shutil.rmtree(os.path.join(backup_dir, backup_name))
76
77 #完整备份
78 def full_backup(backup_file_name):
79 os.system("[ ! -d {0}/{1} ] && mkdir -p {0}/{1}".format(backup_dir,backup_file_name))
80 logfile = os.path.join(backup_dir, "{0}/{1}/backuplog.log".format(backup_dir,backup_file_name))
81 backup_commond = ''' innobackupex --defaults-file={0} --no-lock {1}/{6} --user={2} --password={3} --host="{4}" --port={5} --tmpdir={1}/{6} --stream=xbstream --compress --compress-threads=8 --parallel=4 --extra-lsndir={1}/{6} > {1}/{6}/{6}.xbstream 2>{7} '''.\
82 format(cnf_file,backup_dir,user,password,host,port,backup_file_name,logfile)
83 execute_result = os.system(backup_commond)
84 return execute_result
85
86 #增量备份
87 def incr_backup(backup_file_name):
88 os.system("[ ! -d {0}/{1} ] && mkdir -p {0}/{1}".format(backup_dir, backup_file_name))
89 current_backup_dir = "{0}/{1}".format(backup_dir, backup_file_name)
90 logfile = os.path.join(backup_dir, "{0}/{1}/backuplog.log".format(backup_dir, backup_file_name))
91 #增量备份基于上一个增量/完整备份
92 incremental_basedir = get_last_backup()
93 backup_commond = '''innobackupex --defaults-file={0} --no-lock {6} --user={2} --password={3} --host={4} --port={5} --stream=xbstream --tmpdir={6} --compress --compress-threads=8 --parallel=4 --extra-lsndir={6} --incremental --incremental-basedir={7} 2> {8} > {6}/{9}.xbstream '''\
94 .format(cnf_file,backup_dir,user,password,host,port,current_backup_dir,incremental_basedir,logfile,backup_file_name)
95 # print(backup_commond)
96 execute_result = os.system(backup_commond)
97 return execute_result
98
99 #刷新binlog，意义不大，原本计划在完整备份之后执行一个binlog的切换，暂时弃用
100 def flush_log():
101 flush_log_commond = ''' mysql -h${0} -u${1} - p${2} -p${1} mysql - e"flush logs" '''.format(user,password,host,port)
102 os.system(flush_log_commond)
103
104
105 if __name__ == '__main__':
106 mysql_stat = get_mysqlservice_status()
107 backup_type = get_backup_type()
108 if mysql_stat <= 0 :
109 logging.info("mysql instance is inactive,backup exit")
110 sys.exit(1)
111 try:
112 start_time = datetime.datetime.now().strftime('%y%m%d%_h%m%s')
113 logging.info(datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s')+"--------start backup")
114 #flush_log()
115 backup_file_name = start_time
116 execute_result = none
117 if(backup_type == "full"):
118 backup_file_name = backup_file_name+"_full"
119 logging.info("execute full backup......")
120 execute_result = full_backup(backup_file_name)
121 if (execute_result == 0):
122 logging.info(datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s') + "--------begin cleanup history backup")
123 logging.info("execute cleanup backup history......")
124 clean_expired_file()
125 logging.info(datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s') + "--------finsh cleanup history backup")
126 else:
127 backup_file_name = backup_file_name + "_incr"
128 logging.info("execute incr backup......")
129 execute_result = incr_backup(backup_file_name)
130 if(execute_result==0):
131 finish_time = datetime.datetime.now().strftime('%y%m%d%_h%m%s')
132 backup_info = start_time+"|"+finish_time+"|"+start_time+ "_" + backup_type
133 with open(backupfilelist, 'a+') as f:
134 f.write(backup_info + '\n')
135 logging.info(datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s')+"--------finish backup")
136 else:
137 logging.info(datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s') + "--------xtrabackup failed.please check log")
138 except:
139 raise
140 sys.exit(1)
还原
说直白一点，以这里的基于时间点或者是position的还原，就是一个不断找文件的过程，
1，首先任何还原，都需要一个创建于还原点前的完整备份。
2，基于上述完整备份，利用还原的时间点与xtrbackup的备份日志去做对比来获取所需的增量备份（0个或者1个或者多个）。
3，基于上面两步找到的（完整+增量）备份，利用最后一个备份的position，用于第一个binlog还原时指定start-position，
同时利用binlog的最后修改时间与还原的时间点，决定使用那些binlog，同时最后一个binlog要指定stop-datetime = 还原的时间点
1，如何还原时间点的最新的一个完整备份
备份的时候维护一个备份信息，如下,这里是backfilelist.log，包括备份开始时间，结束时间，备份类型，备份路径等。
可以根据备份开始时间，找到第一个早于还原时间点的完整备份
2，如果找到恢复所需要的差异备份
同1，从完整备份开始，依次向后找各个增量备份，直到最后一个早于还原时间点的差异备份，可能有一个或者多个
3，如何找到差异备份之后，需要哪些binlog
基于binlog文件自身的最后修改时间属性信息，从2中找到的最后一个差异备份的时间，开始向后依次找binlog，可能有一个或者多个
自动还原demo
如下是一个基于时间点来还原数据库的demo，没写入两条数据，执行一次备份（上述备份会自动区分完整备份或者差异备份）
三次备份之后，继续写两条数据，flush logs,然后继续分两次分别写两条数据，目的是讲数据分散到不同的binlog中，最后删除全部数据
然后基于删除数据之前的时间点来自动生成还原数据库的shell，执行shell即可达到还原数据库的目的。
如下执行基于时间点的rextrabackup.py文件之后，时间点为"2019-08-01 18:50:59"，也就是发生删除操作的前一个时间点，来生成的还原信息。
其实只需要重定向到一个shell文件中，执行shell文件即可自动化还原，或者直接在python脚本中执行这些命令，即可自动化完成还原操作。
这里为了显示，打印了出来。
可以发现，基于时间点的还原，找到的文件是预期的：
1个完整备份，2个增量备份，2个binlog日志中的一部分数据，
其中binlog日志还原的start-position成功地衔接到最后一个增量备份的position，同时最后一个binlog日志的还原停留在指定的时间点。
具体的日志信息
################uncompress backup file################### innobackupex --apply-log --redo-only /temp/restoretmp/20190801184134_full innobackupex --apply-log --redo-only /temp/restoretmp/20190801184134_full --incremental-dir=/temp/restoretmp/20190801184335_inc innobackupex --apply-log --redo-only /temp/restoretmp/20190801184134_full --incremental-dir=/temp/restoretmp/20190801184518_inc innobackupex --apply-log /temp/restoretmp/20190801184134_full ################stop mysql service################### systemctl stop mysqld_7000 ####################backup current database file########################### mv /usr/local/mysql57_data/mysql7000/data /usr/local/mysql57_data/mysql7000/data_20190801185855 mkdir /usr/local/mysql57_data/mysql7000/data chown -r mysql.mysql /usr/local/mysql57_data/mysql7000/data ################restore backup data################### innobackupex --defaults-file=/usr/local/mysql57_data/mysql7000/etc/my.cnf --copy-back --rsync /temp/restoretmp/20190801184134_full chown -r mysql.mysql /usr/local/mysql57_data/mysql7000/data ################stop mysql service################### systemctl start mysqld_7000 ################restore data from binlog################### cd /usr/local/mysql57_data/mysql7000/log/bin_log mysqlbinlog mysql_bin_1300.000001 --skip-gtids=true --start-position=982 | mysql mysql -h127.0.0.1 -uroot -proot -p7000 mysqlbinlog mysql_bin_1300.000002 --skip-gtids=true --stop-datetime="2019-08-01 18:50:59" | mysql -h127.0.0.1 -uroot -proot -p7000
日志信息
实现
# -*- coding: utf-8 -*-
import os
import time
import datetime
import sys
import socket
import logging
logging.basicconfig(level=logging.info
#handlers={logging.filehandler(filename='restore_log_info.log', mode='a', encoding='utf-8')}
)
host = "127.0.0.1"
port = "7000"
user = "root"
password = "root"
instance_name = "mysqld_7000"
stop_at = "2019-08-01 18:50:59"
cnf_file = "/usr/local/mysql57_data/mysql7000/etc/my.cnf"
backup_dir = "/usr/local/backupdata/"
dest_dir = "/temp/restoretmp/"
xtrabackuplog_name = "backuplog.log"
backupfilelist = os.path.join(backup_dir,"backupfilelist.log")
#根据key值，获取mysql配置文件中的value
def get_config_value(key):
value = none
if not key:
return value
if os.path.exists(cnf_file):
with open(cnf_file, 'r') as f:
for line in f:
if (line.split("=")[0]):
if(line[0:1]!="#" and line[0:1]!="["):
if (key==line.split("=")[0].strip()):
value =line.split("=")[1].strip()
return value
def stop_mysql_service():
print("################stop mysql service###################")
print("systemctl stop {}".format(instance_name))
def start_mysql_service():
print("################stop mysql service###################")
print("systemctl start {0}".format(instance_name))
#返回备份日志中的最新的一个早于stop_at时间的完整备份，以及其后面的增量备份
def get_restorefile_list():
list_backup = []
list_restore_file = []
if os.path.exists(backupfilelist):
with open(backupfilelist, 'r') as f:
lines = f.readlines()
for line in lines:
list_backup.append(line.replace("\n",""))
if (list_backup):
for i in range(len(list_backup) - 1, -1, -1):
list_restore_file.append(list_backup[i])
backup_name = list_backup[i].split("|")[2]
if "full" in backup_name:
full_backup_time = list_backup[i].split("|")[1]
if(stop_at<full_backup_time):
break
else:
list_restore_file = none
#restore file in the list_restore_log
list_restore_file.reverse()
return list_restore_file
#解压缩需要还原的备份文件，包括一个完整备份以及n个增量备份（n>=0）
def uncompress_backup_file():
print("################uncompress backup file###################")
list_restore_backup = get_restorefile_list()
#如果没有生成时间早于stop_at的完整备份，无法恢复，退出
if not list_restore_backup:
raise("there is no backup that can be restored")
exit(1)
for restore_log in list_restore_backup:
#解压备份文件
backup_name = restore_log.split("|")[2]
backup_path = restore_log.split("|")[2]
backup_full_name = os.path.join(backup_dir,backup_path,backup_name)
backup_path = os.path.join(backup_dir,restore_log.split("|")[-1])
#print('''[ ! -d {0} ] && mkdir -p {0}'''.format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
os.system('''[ ! -d {0} ] && mkdir -p {0}'''.format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
#print("xbstream -x < {0}.xbstream -c {1}".format(backup_full_name,os.path.join(dest_dir,backup_name)))
os.system("xbstream -x < {0}.xbstream -c {1}".format(backup_full_name,os.path.join(dest_dir,backup_name)))
#print("cd {0}".format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
os.system("cd {0}".format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
#print('''for f in `find {0}/ -iname "*\.qp"`; do qpress -dt4 $f $(dirname $f) && rm -f $f; done '''.format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
os.system('''for f in `find {0}/ -iname "*\.qp"`; do qpress -dt4 $f $(dirname $f) && rm -f $f; done'''.format(os.path.join(dest_dir,backup_name)))
current_backup_begin_time = none
current_backup_end_time = none
#比较当前备份的结束时间和stop_at,如果当前备份开始时间小于stop_at并且结束时间大于stop_at，解压缩备份结束
with open(os.path.join(dest_dir,backup_name,"xtrabackup_info"), 'r') as f:
for line in f:
if line and line.split("=")[0].strip()=="start_time":
current_backup_begin_time = line.split("=")[1].strip()
if line and line.split("=")[0].strip()=="end_time":
current_backup_end_time = line.split("=")[1].strip()
#按照stop_at时间点还原的最后一个数据库备份,结束从第一个完整备份开始的解压过程
if current_backup_begin_time<=stop_at<=current_backup_end_time:
break
#返回最后一个备份文件，需要备份文件中的xtrabackup_info，解析出当前备份的end_time，从而确认需要哪些binlog
return backup_name
#根据返回最后一个备份文件，需要备份文件中的xtrabackup_info，结合stop_at，确认需要还原的binlog文件，以及binlog的position信息
def restore_database_binlog(last_backup_file):
print("################restore data from binlog###################")
binlog_dir = get_config_value("log-bin")
if not (backup_dir):
binlog_dir = get_config_value("log_bin")
print("cd {0}".format(os.path.dirname(binlog_dir)))
last_backup_file =os.path.join(dest_dir,last_backup_file,"xtrabackup_info")
#parse backuplog.log and get binlog name and position
backup_position_binlog_file = none
backup_position = none
with open(last_backup_file, 'r') as f:
lines = f.readlines()
for line in lines:
if "binlog_pos = filename " in line:
backup_position_binlog_file = line.replace("binlog_pos = filename ", "").split(",")[0]
backup_position_binlog_file = backup_position_binlog_file.replace("'", "")
backup_position = line.replace("binlog_pos = filename ", "").split(",")[1].strip()
backup_position = backup_position.split(" ")[1].replace("'", "")
pass
else:
continue
# /usr/local/mysql57_data/mysql8000/log/bin_log/mysql_bin_1300
binlog_config = get_config_value("log-bin")
binlog_path = os.path.dirname(binlog_config)
binlog_files = os.listdir(binlog_path)
#如果没有找到binlog，忽略binlog的还原
if not binlog_files:
exit(1)
#对binlog文件排序，按顺序遍历binlog，获取binlog的最后的修改时间，与stop_at做对比，判断还原的过程是否需要某个binlogfile
binlog_files.sort()
binlog_files_for_restore = []
# 恢复数据库的指定时间点
stop_at_time = datetime.datetime.strptime(stop_at, '%y-%m-%d %h:%m:%s')
for binlog in binlog_files:
if (".index" in binlog or "relay" in binlog):
continue
#保留最后一个备份中的binlog，以及其后面的binlog，这部分binlog会在还原的时候用到
if (int(binlog.split(".")[-1]) >= int(backup_position_binlog_file.split(".")[-1])):
binlog_files_for_restore.append(binlog)
binlog_file_count = 0
#第一个文件，从上最后一个差异备份的position位置开始，最后一个文件，需要stop_at到指定的时间
for binlog in binlog_files_for_restore:
if not os.path.isdir(binlog):
#binlog物理文件的最后修改时间
binlog_file_updatetime = datetime.datetime.strptime(time.strftime('%y-%m-%d %h:%m:%s', time.localtime(os.stat(binlog_path+"/"+binlog).st_mtime)),'%y-%m-%d %h:%m:%s')
#判断binlog的生成时间，是否大于stop_at，对于修改时间大于stop_at的日志，需要全部还原，不需要stop_at指定截止点
if stop_at_time > binlog_file_updatetime :
if (binlog_file_count < 1):
if (len(binlog_files_for_restore) == 1):
# 找到差异备份之后的第一个binlog，需要根据差异备份的position，来过来第一个binlog文件
restore_commond = '''mysqlbinlog {0} --skip-gtids=true --start-position={1} --stop-datetime="{2}" | mysql mysql -h{3} -u{4} -p{5} -p{6}''' \
.format(binlog, backup_position, stop_at, host, user, password, port)
print(restore_commond)
binlog_file_count = binlog_file_count + 1
else:
# 找到差异备份之后的第一个binlog，需要根据差异备份的position，来过来第一个binlog文件
restore_commond = '''mysqlbinlog {0} --skip-gtids=true --start-position={1} | mysql mysql -h{2} -u{3} -p{4} -p{5}''' \
.format(binlog, backup_position, host, user, password, port)
print(restore_commond)
binlog_file_count = binlog_file_count + 1
else:
# 从第二个文件开始，binlog需要全部还原
restore_commond = '''mysqlbinlog {0} --skip-gtids=true | mysql mysql -h{1} -u{2} -p{3} -p{4}''' \
.format(binlog, host, user, password, port)
print(restore_commond)
binlog_file_count = binlog_file_count + 1
else:
if (binlog_file_count < 1):
restore_commond = '''mysqlbinlog {0} --skip-gtids=true --start-position={1} --stop-datetime={2} | mysql -h{3} -u{4} -p{5} -p{6}'''.format(binlog, backup_position,stop_at,host,user,password,port)
print(restore_commond)
binlog_file_count = binlog_file_count + 1
else:
if (binlog_file_count >= 1):
restore_commond = '''mysqlbinlog {0} --skip-gtids=true --stop-datetime="{1}" | mysql -h{2} -u{3} -p{4} -p{5}'''.format(binlog, stop_at,host,user,password,port)
print(restore_commond)
binlog_file_count = binlog_file_count + 1
break
def apply_log_for_backup():
list_restore_backup = get_restorefile_list()
start_flag = 1
full_backup_path = none
for current_backup_file in list_restore_backup:
#解压备份文件
current_backup_name = current_backup_file.split("|")[2]
current_backup_fullname = os.path.join(dest_dir, current_backup_name)
if(start_flag==1):
full_backup_path = current_backup_fullname
start_flag = 0
print("innobackupex --apply-log --redo-only {0}".format(full_backup_path))
else:
print("innobackupex --apply-log --redo-only {0} --incremental-dir={1}".format(full_backup_path,current_backup_fullname))
#apply_log for full backup at last(remove --read-only parameter)
print("innobackupex --apply-log {0}".format(full_backup_path))
def restore_backup_data():
print("####################backup current database file###########################")
datadir_path = get_config_value("datadir")
print("mv {0} {1}".format(datadir_path,datadir_path+"_"+ datetime.datetime.now().strftime('%y%m%d%h%m%s')))
print("mkdir {0}".format(datadir_path))
print("chown -r mysql.mysql {0}".format(datadir_path))
print("################restore backup data###################")
list_restore_backup = get_restorefile_list()
full_restore_path= dest_dir + list_restore_backup[0].split("|")[-1].replace(".xbstream","")
print("innobackupex --defaults-file={0} --copy-back --rsync {1}".format(cnf_file,full_restore_path))
print("chown -r mysql.mysql {0}".format(datadir_path))
def restore_database():
#解压缩需要还原的备份文件
last_backup_file_path = uncompress_backup_file()
#对备份文件apply-log
apply_log_for_backup()
#停止mysql服务
stop_mysql_service()
#恢复备份
restore_backup_data()
#启动mysql服务
start_mysql_service()
#从binlog中恢复数据
restore_database_binlog(last_backup_file_path)
if __name__ == '__main__':
restore_database()
最后不要忘了清理战场：
1，解压缩的备份文件还留在指定的路径中，
2，还原之前备份的data文件，以data_日期命名的文件，也没有清理
挤时间写出来的，粗略测了一下没有问题，以实现功能为主，没有进一步封装，后续会以此为基础进行优化。