[转]深入理解mysqldump原理 --single-transaction --lock-all-tables --master-data

Posted 2020-08-14

本文转至：http://blog.csdn.net/cug_jiang126com/article/details/49824471

在mysqldump过程中，之前其实一直不是很理解为什么加了--single-transaction就能保证innodb的数据是完全一致的，而myisam引擎无法保证，必须加--lock-all-tables，前段时间抽空详细地查看了整个mysqldump过程。

理解master-data和--dump-slave

--master-data=2表示在dump过程中记录主库的binlog和pos点，并在dump文件中注释掉这一行；

--master-data=1表示在dump过程中记录主库的binlog和pos点，并在dump文件中不注释掉这一行，即恢复时会执行；

--dump-slave=2表示在dump过程中，在从库dump，mysqldump进程也要在从库执行，记录当时主库的binlog和pos点，并在dump文件中注释掉这一行；

--dump-slave=1表示在dump过程中，在从库dump，mysqldump进程也要在从库执行，记录当时主库的binlog和pos点，并在dump文件中不注释掉这一行；

注意:在从库上执行备份时，即--dump-slave=2，这时整个dump过程都是stop io_thread的状态

深入理解--single-transaction：

打开general_log，准备一个数据量较小的db，开启备份，添加--single-transaction和--master-data=2参数，查看general_log，信息如下，每一步添加了我的理解

整个dump过程是同一个连接id 32，这样能保证在设置session级别的变量的时候不影响到其他连接


thread_id: 32
 argument: [email protected] on 
*************************** 14. row ***************************
thread_id: 32
 argument: /*!40100 SET @@SQL_MODE=‘‘ */
*************************** 15. row ***************************
thread_id: 32
 argument: /*!40103 SET TIME_ZONE=‘+00:00‘ */
*************************** 16. row ***************************
thread_id: 32
 argument: FLUSH /*!40101 LOCAL */ TABLES
*************************** 17. row ***************************
thread_id: 32
 argument: FLUSH TABLES WITH READ LOCK
批注：因为开启了--master-data=2，这时就需要flush tables with read lock锁住全库，记录当时的master_log_file和master_log_pos点
*************************** 18. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ
批注：--single-transaction参数的作用，设置事务的隔离级别为可重复读，即REPEATABLE READ，这样能保证在一个事务中所有相同的查询读取到同样的数据，也就大概保证了在dump期间，如果其他innodb引擎的线程修改了表的数据并提交，对该dump线程的数据并无影响，然而这个还不够，还需要看下一条
*************************** 19. row ***************************
thread_id: 32
 argument: START TRANSACTION /*!40100 WITH CONSISTENT SNAPSHOT */
这时开启一个事务，并且设置WITH CONSISTENT SNAPSHOT为快照级别（如果mysql版本高于某一个版本值，我还不大清楚40100代表什么版本）。想象一下，如果只是可重复读，那么在事务开始时还没dump数据时，这时其他线程修改并提交了数据，那么这时第一次查询得到的结果是其他线程提交后的结果，而WITH CONSISTENT SNAPSHOT能够保证在事务开启的时候，第一次查询的结果就是事务开始时的数据A，即使这时其他线程将其数据修改为B，查的结果依然是A，具体的测试看我下面的测试结果
*************************** 20. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SHOW MASTER STATUS
这时候执行这个命令来记录当时的master_log_file和master_log_pos点，注意为什么这个时候记录，而不是再18 row和19 row之间就记录，个人认为应该都是可以的，这里是测试结果，start  transaction并不会产生binlog的移动，而18 row和19 row的动作也在同一个thread id中
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000003 |     1690 |              |                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> START TRANSACTION /*!40100 WITH CONSISTENT SNAPSHOT */;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000003 |     1690 |              |                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)


*************************** 21. row ***************************
thread_id: 32
 argument: UNLOCK TABLES
等记录完成后，就立即释放了，因为现在已经在一个事务中了，其他线程再修改数据已经无所谓，在本线程中已经是可重复读，这也是这一步必须在19 rows之后的原因，如果20 rows和21 rows都在19 rows之前的话就不行了，因为这时事务还没开启，一旦释放，其他线程立即就可以更改数据，从而无法保证得到事务开启时最准确的pos点。*************************** 22. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SELECT LOGFILE_GROUP_NAME, FILE_NAME, TOTAL_EXTENTS, INITIAL_SIZE, ENGINE, EXTRA FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE FILE_TYPE = ‘UNDO LOG‘ AND FILE_NAME IS NOT NULL AND LOGFILE_GROUP_NAME IN (SELECT DISTINCT LOGFILE_GROUP_NAME FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE FILE_TYPE = ‘DATAFILE‘ AND TABLESPACE_NAME IN (SELECT DISTINCT TABLESPACE_NAME FROM INFORMATION_SCHEMA.PARTITIONS WHERE TABLE_SCHEMA=‘mysql‘ AND TABLE_NAME IN (‘user‘))) GROUP BY LOGFILE_GROUP_NAME, FILE_NAME, ENGINE ORDER BY LOGFILE_GROUP_NAME
*************************** 23. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SELECT DISTINCT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME, LOGFILE_GROUP_NAME, EXTENT_SIZE, INITIAL_SIZE, ENGINE FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE FILE_TYPE = ‘DATAFILE‘ AND TABLESPACE_NAME IN (SELECT DISTINCT TABLESPACE_NAME FROM INFORMATION_SCHEMA.PARTITIONS WHERE TABLE_SCHEMA=‘mysql‘ AND TABLE_NAME IN (‘user‘)) ORDER BY TABLESPACE_NAME, LOGFILE_GROUP_NAME
*************************** 24. row ***************************
thread_id: 32
 argument: mysql
*************************** 25. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SHOW TABLES LIKE ‘user‘
*************************** 26. row ***************************
thread_id: 32
 argument: show table status like ‘user‘
dump表以前都需要show一下各自信息，确保表，视图等不损坏，可用，每一步错了mysqldump都会报错并中断，给出对应的错误码，常见的myqldump错误请参考我的另外一篇blog http://blog.csdn.net/cug_jiang126com/article/details/49359699
*************************** 27. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SET OPTION SQL_QUOTE_SHOW_CREATE=1
*************************** 28. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SET SESSION character_set_results = ‘binary‘
*************************** 29. row ***************************
thread_id: 32
 argument: show create table `user`
*************************** 30. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SET SESSION character_set_results = ‘utf8‘
*************************** 31. row ***************************
thread_id: 32
 argument: show fields from `user`
*************************** 32. row ***************************
thread_id: 32
 argument: SELECT /*!40001 SQL_NO_CACHE */ * FROM `user`
这就是我们show processlist时看到的信息，而数据是怎么通过一条select语句就dump到本地文件里的呢，并且还转成成相应的create和insert语句，这就是mysqldump这个客户端工具的工作了，这里不做讨论
*************************** 33. row ***************************
最后并没有看到commit，因为在整个事务中，其实并没有修改任何数据，只是为了保证可重复读得到备份时间点一致性的快照，dump完成后提交不提交应该无所谓了。

myisam引擎为什么无法保证在--single-transaction下得到一致性的备份？

因为它压根就不支持事务，自然就无法实现上述的过程，虽然添加了--single-transaction参数的myisam表处理过程和上面的完全一致，但是因为不支持事务，在整个dump过程中无法保证可重复读，无法得到一致性的备份。而innodb在备份过程中，虽然其他线程也在写数据，但是dump出来的数据能保证是备份开始时那个binlog pos的数据。

myisam引擎要保证得到一致性的数据的话，他是如何实现的呢？

它是通过添加--lock-all-tables，这样在flush tables with read lock后，直到整个dump过程结束，断开线程后才会unlock tables释放锁(没必要主动发unlock tables指令)，整个dump过程其他线程不可写，从而保证数据的一致性

如果我一定要在mysiam引擎中也添加--single-transaction参数，再用这个备份去创建从库或恢复到指定时间点，会有什么样的影响？

我个人的理解是如果整个dump过程中只有简单的insert操作，是没有关系的，期间肯定会有很多的主键重复错误，直接跳过或忽略就好了。如果是update操作，那就要出问题了，分几种情况考虑

1） 如果是基于时间点的恢复，假设整个dump过程有update a  set id=5 where id=4之类的操作，相当于重复执行两次该操作，应该问题不大
2） 如果是创建从库，遇到上面的sql从库会报错，找不到该记录，这时跳过就好
3）不管是恢复还是创建从库，如果dump过程中有update a set id=id+5 之类的操作，那就有问题，重复执行两次，数据全变了。

深入理解--lock-all-tables

打开general_log，准备一个数据量较小的db，开启备份，添加--lock-all-tables(其实也是默认设置)和--master-data=2参数，查看general_log，信息如下，理解--lock-all-tables怎么保证数据一致性

mysql> select thread_id,argument from general_log  where thread_id=185\G
*************************** 1. row ***************************
thread_id: 185
 argument: [email protected] on 
*************************** 2. row ***************************
thread_id: 185
 argument: /*!40100 SET @@SQL_MODE=‘‘ */
*************************** 3. row ***************************
thread_id: 185
 argument: /*!40103 SET TIME_ZONE=‘+00:00‘ */
*************************** 4. row ***************************
thread_id: 185
 argument: FLUSH /*!40101 LOCAL */ TABLES
*************************** 5. row ***************************
thread_id: 185
 argument: FLUSH TABLES WITH READ LOCK
这里flush tables with read lock之后就不会主动unlock tables，保证整个dump过程整个db数据不可更改，也没有事务的概念了
*************************** 6. row ***************************
thread_id: 185
 argument: SHOW MASTER STATUS
同样记录主库的位置
*************************** 7. row ***************************
thread_id: 185
 argument: SELECT LOGFILE_GROUP_NAME, FILE_NAME, TOTAL_EXTENTS, INITIAL_SIZE, ENGINE, EXTRA FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE FILE_TYPE = ‘UNDO LOG‘ AND FILE_NAME IS NOT NULL GROUP BY LOGFILE_GROUP_NAME, FILE_NAME, ENGINE ORDER BY LOGFILE_GROUP_NAME
*************************** 8. row ***************************
thread_id: 185
 argument: SELECT DISTINCT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME, LOGFILE_GROUP_NAME, EXTENT_SIZE, INITIAL_SIZE, ENGINE FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES WHERE FILE_TYPE = ‘DATAFILE‘ ORDER BY TABLESPACE_NAME, LOGFILE_GROUP_NAME
*************************** 9. row ***************************
thread_id: 185
 argument: SHOW DATABASES
*************************** 10. row ***************************
thread_id: 185
 argument: jjj
*************************** 11. row ***************************
thread_id: 185
 argument: SHOW CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `jjj`

测试可重复读和快照读(WITH CONSISTENT SNAPSHOT )

准备工作3.1（测试可重读）

session 1:
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
+------+
mysql> SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
设置事务隔离级别为可重复读

mysql> START TRANSACTION ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
我们先不开快照读观察现象

session 2:
mysql> insert into xx values (5);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

session 1:
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
|    5 |
+------+
5 rows in set (0.00 sec)
批注：这时因为没有设置快照读，所以当session 2有数据更新时，可查到该数据，接

下来我们继续在session 2 插入数据
session 2:
mysql> insert into xx values (6);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

这时再观察session 1的数据
session 1
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
|    5 |
+------+
5 rows in set (0.00 sec)
查询发现还是只有5条，表示可重复实现了。

准备工作3.2（测试快照读）

session 1
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
+------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> START TRANSACTION /*!40100 WITH CONSISTENT SNAPSHOT */;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)


这时我们在session 2插入数据
session 2：
mysql> insert into xx values (2);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)


这时我们再观察session 1的结果
session 1：
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
+------+
1 row in set (0.00 sec)
发现还是只有一条数据，证明实现了快照读
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from xx;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
+------+
2 rows in set (0.00 sec)
事务1 提交后方可看见第二条记录