TiDB 用什么保证备份的一致性？

作者： tplinux 原文来源：https://tidb.net/blog/34ad48ba

背景

作为一名 MySQL DBA，就应该了解 MySQL 备份无论是逻辑备份还是物理备份，都会使用 FLUSH TABLES WITH READ LOCK（下面简称 FTWRL）锁来保证数据库备份的一致性。

描述 FTWRL 锁对一致性的影响

先拿，MySQL 逻辑备份 MySQLDump 举例。

MySQLDump，为了保证备份一致性，需要添加 2 个参数

–single-transaction –master-data=2 。

在开启–single-transaction 后，MySQLDump 的备份流程大概就是，在 MySQL 中会执行如下操作。

1. 刷新表 flush tables 用来防止 DDL 操作。

2. 执行 FTWRL 锁，这个时候整个数据库整体被锁住，让数据库处于一个一致性的状态。

3. 设置当前 session（回话）事务的隔离级别为 RR。

4. 记录当前的 MySQLbinlog 的位置，或者 GTID 信息。

5. 解锁。# 从加锁到解锁执行速度会很快，前提是没有锁冲突，如果有锁冲突，就会到锁等待的一个状态。

物理备份 xtrabackup，物理备份执行 FTWRL 锁的时间相对较长，下面来看一下 xtrabackup 对 FTWRL 锁的流程。

1. 执行 FTWRL 锁。

2. 拷贝 frm、MYD、MYI、etc 拷贝。

3. 等待 redo 的拷贝完成。

4. 记录当前的 MySQLbinlog 的位置，或者 GTID 信息。

5. 解锁。

xtrabackup 加锁是为了保证在数据库中如果有 MyiSAM 表，尽量保证 MyiSAM 表的备份一致性。

# 之前有个同学说。物理备份加 FTWRL 锁会比逻辑备份加锁时间短，这个结论其实是错误的。物理备份加锁的时间完全取决一下当前数据库里有没有 MyiSAM 表，MyiSAM 表的大小。

TiDB 是用什么保证数据库一致性的

先说 TiDB 官方推荐的逻辑备份 mydumper， 一开始我以为 mydumper 也是用 FTWRL 锁来保证备份的一致性。结果我今天在看文档的时候发现，这个结论是错误的。

官方对 mydumper 进行了优化和修改。先看一下官方的描述。下面内容来自 TiDB 官方文档。

1. 对于 TiDB 可以设置 tidb_snapshot 的值指定备份数据的时间点，从而保证备份的一致性，而不是通过 FLUSH TABLES WITH READ LOCK 来保证备份一致性。

2. 使用 TiDB 的隐藏列 _tidb_rowid 优化了单表内数据的并发导出性能。

大家先记住 TiDB 是通过 tidb_snapshot，来实现备份，而不是 FTWRL 锁来保证。这么设计会有什么问题？能保证数据备份的一致性吗？

要解答这个问题，要简单说一下 TiDB 的架构设计。

TiDB 的存储节点是 TiKV，下面主要针对 TiKV 来说。先把 TiKV，理解为很大的一个 Key-value 的存储器。

（图 1 选自 TiDB 官方文档）

这块跟备份其实没有什么关系，先让大家大概了解一下 TiKV 存什么。

下面的内容就跟备份有关系了，TiDB 的 MVCC(多版本控制器）实现是在 TiKV 中。TiKV 中加了 MVCC，key 和 value 这样的。

我认为 version 就是 TSO（全局唯一递增时间戳），我是通过 TiDB 二阶段提交中发现的。

如果不是的话 version 的版本信息就会存在 PD 里面，这样设计的话会增加 PD 的压力，感觉不现实。

针对上面描述有一个小的结论 TiKV 里面会存储历史 key 的信息。

下面还是来一个问答来解答上面的疑问。

问：TiDB 是通过什么来保证数据的一致性的？

答：是基于 TiKV 里面的 MVCC 来保证的，根据当前的的时间戳信息，来下发命令

sql=“SET SESSION tidb_snapshot = ‘415599012634951683’”。

这个 session 就会读到这个时间点的历史版本的数据。

下一步的操作，只要把所有的表和里面的数据扫出来就可以了。

问：通过 MVCC 实现的备份，能达到一致性吗？(因为没有锁)

答：是可以的，大家可以看一下我之前写的《浅析 TiDB 二阶段提交》那篇文章中里面有写到，只有事务成功提交才能会写入到 TiKV 中，才会有 TSO(全局唯一递增时间戳)。也就是 TiKV 中里面的 key 都是成功提交的。

那么在备份的过程中提交的成功的事务是不会被扫到的。

因为备份过程中提交的事务的 tso(全局唯一递增时间戳) 会大于当前的备份发起的 tso(全局唯一递增时间戳)。

问: 使用了 MVCC 的备份方式，会有那些问题?

答：我认为最大的问题就是 在备份的过程中老的 key 被 GC(垃圾清理) 掉，解决这个问题的最好的办法，可以把 GC(垃圾清理) 时间设置的长一点。

UPDATE mysql.tidb SET VARIABLE_VALUE = ‘800h’ WHERE VARIABLE_NAME = ‘tikv_gc_life_time’;

可以设置为 800h（根据时间情况而定），备份结束后要修改回来，否则会浪费存储空间。

通过上面的描述，大家应该会了解到 TiDB 对备份的一致性处理的相关细节。

在 TiDB4.0 的分布式备份恢复工具 br，在这块处理是类似的。也是利用 MVCC 的方式来实现的。

最后在安利一下 TiDB4.0 的备份工具 br。备份的速度快，消耗资源相对较低。下面的案例 仅供参考 大家感兴趣的话 我可以做一下详细的测试， 留言刷起来 。

机器描述：三台腾讯云 4C8G SSD50G，Sysbench 压力 10 张表每张表 1 千万条数据。

整体大概 5 分钟左右，brlog 里面会记录相关信息。

开始时间 16:44:27.009 结束时间 16:49:40.395

相同环境我用 mydumper 测，mydumper 运行在 tidb 的节点上。

mydumper 是 4 个线程数 (默认线程数)

他备份的过程中把 tidb 压的 OOM 了。

# 可以用 -r 参数控制每个并发处理的数据量来避免。

大概是我的机器配置低，而且 mydumper 和 tidb-server 是同一台机器，这块只是给大家提供一个参考。这块我在后续测一下吧，会有一个完整的测试例子，目前备份工具还是推荐 mydumper 。