MySQL借助ibd文件恢复数据技巧？

Posted 2020-09-28

磁盘坏道、断电等意外不是常态，但遇上了就足够你“惊心动魄”！如果是数据库损坏造成的数据丢失，Binlog也不可用了，怎么办？为了在短时间内无损恢复数据以保证业务稳定性，除了利用binlog，我们还修炼了一招新的恢复技能！

还记得我们之前写过的《只需一招，让失控的研发爱上你》吗？前文提到过我们日常使用的比较多的两种数据库恢复方法是：

以上两种方法都可以实现实时性的回档，但是你会认为有了这两种技能就够了吗？

不….!

在线上这种错综复杂的架构中，其实还有很多未知的原因，我们是没法预知的。例如以下这种情况：

因辛勤劳动而折寿的磁盘产生成长坏道，导致数据库损坏。而又刚好损坏了ibdata文件和binlog文件。那么如果还想着以定时备份+binlog恢复的方案就不可能了，难道只能用定点备份回档吗？深思熟虑后，作为一名运维人员，我们是绝对不会在万不得已的情况下实行有损回档，因为这对业务产生太大的影响了，但是除此之外又能怎么办呢？下面我们将要放一门大招！！！

首先检查数据库环境，是否开启了独立表空间，如果已经开启的话，那恭喜你，有很大的机会可以恢复全部数据。我们可以依赖每个数据库目录下的frm和ibd文件来实现数据恢复，一般来说如果使用了InnoDB但没开启独立表空间的话，所有的数据库表信息和元数据都会写入ibdata文件里，这样长久运行的话，ibdata文件会变得越来越大，数据库性能下降。InnoDB提供了开启独立表空间参数，可以让数据独立存放起来，这样子ibdata文件只用于存放一些引擎相关的索引信息，实际的数据写入到独立的frm和ibd文件里。

好，有了frm和ibd文件，我们可以开始尝试数据恢复了，他的过程比binlog还原既惊险又有趣！首先我们来看一下关于ibd和frm的说明：

.frm文件：保存了每个表的元数据，包括表结构的定义等，该文件与数据库引擎无关。

.ibd文件：InnoDB引擎开启了独立表空间(my.ini中配置innodb_file_per_table = 1)产生的存放该表的数据和索引的文件。

我们都知道，对于InnoDB的数据库，如果不把整个数据目录拷贝，只拷贝指定数据库目录到新的实例下，数据库是认不出来的。那么如何根据这两个文件还恢复数据库呢？

恢复思路：

由于ibdata文件上存放了一些关于引擎的索引信息，ibdata文件损坏导致表名索引丢失而无法启动。那么我们可以先把原来旧的整个数据目录改名备份，然后重新初始化数据库生成新的ibdata文件，然后重新创建原有的数据库以及对应的表，最后把备份的表空间id号改为新建的表空间id号（ibdata文件里有每个表唯一的表空间索引id，该id由创建新表的数量依次递增），这样就可以恢复原来的数据库了。
举个例子：
库名：test_restore
表结构：db_struc.sql
表文件：G_RESTORE.ibd、G_RESTORE.frm

1. 创建新库，导入表结构

#mysql -uroot –p****  -e “create database test_restore”

#mysql -uroot –p****  test_restore < db_struc.sql

2. 查看并修改test_restore库中表在新实例中的id

#vim -b /data/database/mysql/test_restore/G_RESTORE.ibd

直接打开为乱码，转成16进制查看。Vi中执行  :%!xxd 转化为16进制。结果为 :

如图所示。G_RESTORE表在mysql数据库中的id为00fe。

修改备份的G_RESTORE.ibd文件。操作同上，注意需先备份。

#cp G_RESTORE.ibd{,_back}

#vim -v G_RESTORE.ibd

将011b修改为00fe 。注意。修改完成后需要在vim中先执行 :%!xxd  -r

再wq 保存退出文件。不然保存到的是16进制查看的结果。

保存结果如下:

 

将修改好的G_RESTORE.ibd 替换掉新数据库中的G_RESTORE.ibd文件。

关于ibdata表id的解释：

参考官方文档解释，每个表空间分配了4个字节存储了表空间id信息,最后偏移量地址为38。还有一组预留的表空间id，同样是4个字节，最后偏移量地址为42。

3. 验证并还原mysql数据

关闭mysql。修改my.conf。
innodb_force_recovery=6 innodb_purge_threads=0

启动数据库。如果不修改。数据库会认为G_RESTORE已被损坏。

Select 一下，即可查看到还原结果，但此时插入数据会报错，应尽快将数据dump出来 ,导回原来的实例中。

导出数据，再导入数据，恢复完毕！

#mysqldump -uroot –p****** test_restore > test_restore.sql

#mysql -uroot –p****** test_restore < test_restore.sql

说明：变更了新的space id后的.ibd表文件，启动数据库后只能认出数据，但不能写入，这是因为原ibdata文件不仅保存了space id索引，还同时保存了一些其它的元数据。为了使元数据补全，所以采取导出、再导入的操作。

以上举例为单个库表的恢复过程，看到这里大家一定会产生另一个疑问吧？线上的场景不可能是只有一个表的，数据库表很多的情况下，这样一个个表的修改，速度无疑是太慢了。那么存在大量表的情况下如何恢复呢？思路是，取得备份的ibd文件的id值，按id值顺序来建表，中间跨度随便建表语句来凑够数（每个表空间索引id由创建新表的数量依次递增）。实现方式如下：

1. 获取备份数据库ibd文件的space id号，并排序。

for ibd in `find test_restore/ -name “*.ibd”` ; do  echo -e “${ibd///// }   /c” ;hexdump -C ${ibd} |head -n 3 |tail -n 1|awk ‘{print  strtonum(“0x”$6$7)}’ ;done | sort -n  -k 3 | column -t > /tmp/

生成的ibd.txt文件，格式如下：(库名–表名–SpaceId)

2. 新建表，查看当前表空间id（假设space id为10）

#mysql -uroot –p****** -e”create table test.tt(a bool)”

#hexdump -C mysql/test/tt.ibd |head -n 3 |tail -n 1|awk ‘{print  strtonum(“0x”$6$7)}’

3. 先创建所有库，准备所有表结构，写脚本，依据space id号自动创建新表

准备好数据库表结构，可以从备份文件里取出来（我们备份方式是把结构和数据分开备份的），或者从其他有相同表结构的服务器上备份再拷贝过来。

参考备份语句：

mysqldump -uroot –p****** -d ${db} –T /data/backup/${db}/

创建原有的数据库：

mysql -uroot –p****** -e “create database ${db}”

恢复表id创建表脚本：

#!/bin/bash
#因为前面假设为10，所以从11开始创建
oid=11

#打开前面生成的ibd.txt文件，按行读取”库名–表名–SpaceId”
cat /tmp/ibd.txt | while read db tb id ;do

#假如我们需要恢复catetory表，他的id为415，基于id是创表自增的原则，即415-11=404，
#我们还需要循环创建404个表后，才真正导入catetory表结构。
for ((oid;oid<id;oid++)); do
mysql -uroot –p****** -e “create table test.t(a bool);drop table test.t;” && echo “${oid} ok”
done

#循环创建404次表后，id为415，与原来备份的.ibd文件编号一致，导入表结构
mysql -uroot –p****** ${db} < /data/backup/${db}/${tb%%.ibd}.sql && echo “${oid} ${db}/${tb%%.ibd}.sql ok”
let oid=oid+1
done

4. 检查表空间id 和备份的是否一致

for ibd in `find test_restore/ -name “*.ibd”` ; do  echo -e “${ibd///// }   /c” ;hexdump -C ${ibd} |head -n 3 |tail -n 1|awk ‘{print  strtonum(“0x”$6$7)}’ ;done | sort -n  -k 3 | column -t > /tmp/ibd2.txt

确认一致后，拷贝备份的.ibd文件到新数据库实例目录下，修改my.cnf

innodb_force_recovery=6

innodb_purge_threads=0

启动数据库。后续步骤如同单表恢复，直接导出恢复到原来实例中即可。

当然，这种方式是在数据库出现极端情况下，不得不采取的一种方式，线上最重要的还是做好主从同步和定时备份，从而规避此类风险。

关于InnoDB引擎独立表空间说明：

使用过MySQL的同学，刚开始接触最多的莫过于MyISAM表引擎了，这种引擎的数据库会分别创建三个文件：表结构、表索引、表数据空间。我们可以将某个数据库目录直接迁移到其他数据库也可以正常工作。然而当你使用InnoDB的时候，一切都变了。

InnoDB默认会将所有的数据库InnoDB引擎的表数据存储在一个共享空间中：ibdata1，这样就感觉不爽，增删数据库的时候，ibdata1文件不会自动收缩，单个数据库的备份也将成为问题。通常只能将数据使用mysqldump导出，然后再导入解决这个问题。

但是可以通过修改MySQL配置文件[mysqld]部分中innodb_file_per_table的参数来开启独立表空间模式，每个数据库的每个表都会生成一个数据空间。

优点：

1．每个表都有自已独立的表空间。

2．每个表的数据和索引都会存在自已的表空间中。

3．可以实现单表在不同的数据库中移动。

4．空间可以回收（除drop table操作处，表空不能自已回收）

a) Drop table操作自动回收表空间，如果对于统计分析或是日值表，删除大量数据后可以通过:alter table TableName engine=innodb;回缩不用的空间。

b) 对于使innodb-plugin的Innodb使用turncate table也会使空间收缩。

c) 对于使用独立表空间的表，不管怎么删除，表空间的碎片不会太严重的影响性能，而且还有机会处理。

缺点：

单表增加过大，如超过100个G。

结论：

共享表空间在Insert操作上少有优势。其它都没独立表空间表现好。当启用独立表空间时，请合理调整一下：innodb_open_files。

配置方式：
1.innodb_file_per_table设置.开启方法：

在my.cnf中[mysqld]下设置

innodb_file_per_table=1
2.查看是否开启：
mysql> show variables like ‘%per_table%’;

3.关闭独享表空间
innodb_file_per_table=0关闭独立的表空间

mysql> show variables like ‘%per_table%’;