MYSQL数据库学习系列五

                  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

备份所有数据库

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';

首先需要找到binlog里的信息

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