看看MySQL 8 新功能Clone Plugin

mysql影片教學欄位介紹MySQL 8的新功能Clone Plugin

Clone Plugin是MySQL 8.0.17引進的一個重大特性，為什麼要實現這個特性呢？個人感覺，主要還是為Group Replication服務。在Group Replication中，新增一個新的節點，差異資料的補齊是透過分散式復原（Distributed Recovery）來實現的。

在MySQL 8.0.17之前，只支援一種復原方式-Binlog。但如果新節點需要的Binlog已經被Purge了，這個時候，只能先借助於備份工具（XtraBackup，mydumper，mysqldump）做個全量資料的同步，然後再透過分散式恢復同步增量資料。

這種方式，雖然也能實現新增節點的目的，但總歸還是要藉助於外部工具，需要一定的工作量和使用門檻。要知道，其競爭對手，PXC，預設整合了XtraBackup進行State Snapshot Transfer（類似於全量同步），而MongoDB則更進一步，原生就實現了Initial Sync同步全量資料。從易用性來看，單就叢集新增節點這一項而言，MySQL確實不如其競爭對手。在客戶體驗上，還有很大的提升空間。

好在MySQL官方也正視到這個差距，終於在MySQL 8.0.17實現了Clone Plugin。當然，對於官方來說，要實現這個特性並不算難，畢竟有現成的實體備份工具（MySQL Enterprise Backup）可供參考。

本文將從以下幾個面向展開：

1. Clone Plugin的安裝
2. Clone Plugin的使用
3. 如何查看克隆操作的進度
4. 如何基於克隆資料搭建從函式庫
5. Clone Plugin的實作細節
6. Clone Plugin的限制
7. Clone Plugin與XtraBackup的比較
8. Clone Plugin的參數解析

一、Clone Plugin的安裝

Clone Plugin支援以下兩種安裝方式：

#（1）設定檔指定

[mysqld]
plugin-load-add=mysql_clone.so
clone=FORCE_PLUS_PERMANENT复制代码

這裡的clone，嚴格來說，不是參數名，而是插件名，可加可不加，FORCE_PLUS_PERMANENT 控制插件的行為。

有四個取值：

• ON**（**開啟外掛程式）
• OFF（停用外掛程式）
• FORCE（強制開啟。如果插件初始化失敗，MySQL將不會啟動）
• FORCE_PLUS_PERMANENT（在FORCE的基礎上，不允許透過UNINSTALL PLUGIN命令卸載插件）。

（2）動態載入

[mysqld]
plugin-load-add=mysql_clone.so
clone=FORCE_PLUS_PERMANENT复制代码

檢視外掛程式是否安裝成功

mysql> show plugins;
...
| clone                           | ACTIVE   | CLONE              | mysql_clone.so | GPL     |
...复制代码

clone狀態顯示為」ACTIVE「代表外掛程式載入成功。

二、Clone Plugin的使用

Clone Plugin支援兩種複製方式：本地複製和遠端複製。

1、 本地複製

本地複製是在實例本地發起的，其語法如下：

CLONE LOCAL DATA DIRECTORY [=] 'clone_dir';复制代码

其中，clone_dir是克隆目錄。

下面看個具體的Demo。

建立複製使用者

mysql> create user 'clone_user'@'%' identified by 'clone_pass';
mysql> grant backup_admin on *.* to 'clone_user'@'%';复制代码

建立複製目錄

# mkdir /data/mysql
# chown -R mysql.mysql /data/mysql复制代码

建立本機複製

# mysql -uclone_user -pclone_pass
mysql> clone local data directory='/data/mysql/3307';复制代码

其中，「/data/mysql/3307」 是複製目錄，其需滿足以下幾點要求：

1. 複製目錄必須為絕對路徑。
2. 「/data/mysql」必須存在，且MySQL對其有可寫入權限。
3. 3307不能存在。

查看複製目錄的內容

# ll /data/mysql/3307
total 172996
drwxr-x--- 2 mysql mysql       89 May 24 22:37 #clone
-rw-r----- 1 mysql mysql     3646 May 24 22:37 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 mysql mysql 12582912 May 24 22:37 ibdata1
-rw-r----- 1 mysql mysql 50331648 May 24 22:37 ib_logfile0
-rw-r----- 1 mysql mysql 50331648 May 24 22:37 ib_logfile1
drwxr-x--- 2 mysql mysql        6 May 24 22:37 mysql
-rw-r----- 1 mysql mysql 25165824 May 24 22:37 mysql.ibd
drwxr-x--- 2 mysql mysql       20 May 24 22:37 slowtech
drwxr-x--- 2 mysql mysql       28 May 24 22:37 sys
-rw-r----- 1 mysql mysql 10485760 May 24 22:37 undo_001
-rw-r----- 1 mysql mysql 11534336 May 24 22:37 undo_002复制代码

相對於Xtrabackup，無需Prepare，直接即可啟動使用。

# /usr/local/mysql/bin/mysqld --no-defaults --datadir=/data/mysql/3307 --user mysql --port 3307 &复制代码

2、遠端複製

遠端複製涉及兩個實例，其中，待複製的實例是Donor，接受複製資料的實例是Recipient。複製指令需在Recipient上發起，語法如下：

CLONE INSTANCE FROM 'user'@'host':port
IDENTIFIED BY 'password'
[DATA DIRECTORY [=] 'clone_dir']
[REQUIRE [NO] SSL];复制代码

其中，host，port 是待複製實例的（Donor）的IP和連接埠，user，password是Donor上的複製使用者和密碼，需要backup_admin權限，如上面建立的clone_user。

DATA DIRECTORY指定備份目錄，不指定的話，則預設複製到Recipient的資料目錄下。

REQUIRE [NO] SSL，是否開啟SSL通訊。

下面，看個具體Demo。

首先，在Donor實例上建立克隆用戶，載入Clone Plugin。

mysql> create user 'donor_user'@'%' identified by 'donor_pass';
mysql> grant backup_admin on *.* to 'donor_user'@'%';
mysql> install plugin clone soname 'mysql_clone.so';复制代码

backup_admin是複製操作必需權限。

接著，在Recipient實例上建立複製用戶，載入Clone Plugin。

mysql> create user 'recipient_user'@'%' identified by 'recipient_pass';
mysql> grant clone_admin on *.* to 'recipient_user'@'%';
mysql> install plugin clone soname 'mysql_clone.so';复制代码

这里的clone_admin，隐式含有backup_admin（阻塞DDL）和shutdown（重启实例）权限。

设置Donor白名单。Recipient只能克隆白名单中的实例。

mysql> set global clone_valid_donor_list = '192.168.244.10:3306';复制代码

设置该参数需要SYSTEM_VARIABLES_ADMIN权限。

在Recipient上发起克隆命令

# mysql -urecipient_user -precipient_pass
mysql> clone instance from 'donor_user'@'192.168.244.10':3306 identified by 'donor_pass';
Query OK, 0 rows affected (36.97 sec)复制代码

远程克隆会依次进行以下操作：

**（1）****获取备份锁。**备份锁和DDL互斥。注意，不仅仅是Recipient，Donor上的备份锁同样会获取。

**（2）****DROP用户表空间。**注意，DROP的只是用户数据，不是数据目录，也不包括mysql，ibdata等系统表空间。

**（3）从Donor实例拷贝数据。**对于用户表空间，会直接拷贝，如果是系统表空间 ，则会重命名为xxx.#clone，不会直接替代原文件。

 ll /data/mysql/3306/data/
...
-rw-r----- 1 mysql mysql     3646 May 25 07:20 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 mysql mysql     3646 May 27 07:31 ib_buffer_pool.#clone
-rw-r----- 1 mysql mysql 12582912 May 27 07:31 ibdata1
-rw-r----- 1 mysql mysql 12582912 May 27 07:31 ibdata1.#clone
-rw-r----- 1 mysql mysql 50331648 May 27 07:32 ib_logfile0
-rw-r----- 1 mysql mysql 50331648 May 27 07:31 ib_logfile0.#clone
...
-rw-r----- 1 mysql mysql 25165824 May 27 07:31 mysql.ibd
-rw-r----- 1 mysql mysql 25165824 May 27 07:31 mysql.ibd.#clone
...复制代码

**（4）重启实例。**在启动的过程中，会用xxx.#clone替换掉原来的系统表空间文件。

三、如何查看克隆操作的进度

查看克隆操作的进度主要依托于performance_schema.clone_status和performance_schema.clone_progress这两张表。

首先看看performance_schema.clone_status表。

mysql> select * from performance_schema.clone_status\G
*************************** 1\. row ***************************
             ID: 1
            PID: 0
          STATE: Completed
     BEGIN_TIME: 2020-05-27 07:31:24.220
       END_TIME: 2020-05-27 07:33:08.185
         SOURCE: 192.168.244.10:3306
    DESTINATION: LOCAL INSTANCE
       ERROR_NO: 0
  ERROR_MESSAGE:
    BINLOG_FILE: mysql-bin.000009
BINLOG_POSITION: 665197555
  GTID_EXECUTED: 59cd4f8f-8fa1-11ea-a0fe-000c29f66609:1-560
1 row in set (0.06 sec)复制代码

顾名思义，该表记录了克隆操作的当前状态。

其中，

• **PID：**Processlist ID。对应show processlist中的Id，如果要终止当前的克隆操作，执行kill processlist_id命令即可。

• **STATE：**克隆操作的状态，Not Started（克隆尚未开始），In Progress（克隆中），Completed（克隆成功），Failed（克隆失败）。如果是Failed状态，ERROR_NO，ERROR_MESSAGE会给出具体的错误编码和错误信息。

• **BEGIN_TIME，END_TIME：**克隆操作开始，结束时间。

• **SOURCE：**Donor实例的地址。

• **DESTINATION：**克隆目录。“LOCAL INSTANCE”代表当前实例的数据目录。

• **GTID_EXECUTED，BINLOG_FILE（BINLOG_POSITION）：**克隆操作结束时，主库已经执行的GTID集合，及一致性位置点。可利用这些信息来搭建从库。

接下来看看performance_schema.clone_progress表。

mysql> select * from performance_schema.clone_progress;
+------+-----------+-----------+----------------------------+----------------------------+---------+-----------+-----------+-----------+------------+---------------+
| ID   | STAGE     | STATE     | BEGIN_TIME                 | END_TIME                   | THREADS | ESTIMATE  | DATA      | NETWORK   | DATA_SPEED | NETWORK_SPEED |
+------+-----------+-----------+----------------------------+----------------------------+---------+-----------+-----------+-----------+------------+---------------+
|    1 | DROP DATA | Completed | 2020-05-27 07:31:28.581661 | 2020-05-27 07:31:35.855706 |       1 |         0 |         0 |         0 |          0 |             0 |
|    1 | FILE COPY | Completed | 2020-05-27 07:31:35.855952 | 2020-05-27 07:31:58.270881 |       2 | 482463294 | 482463294 | 482497011 |          0 |             0 |
|    1 | PAGE COPY | Completed | 2020-05-27 07:31:58.271250 | 2020-05-27 07:31:58.719085 |       2 |  10977280 |  10977280 |  11014997 |          0 |             0 |
|    1 | REDO COPY | Completed | 2020-05-27 07:31:58.720128 | 2020-05-27 07:31:58.930804 |       2 |    465408 |    465408 |    465903 |          0 |             0 |
|    1 | FILE SYNC | Completed | 2020-05-27 07:31:58.931094 | 2020-05-27 07:32:01.063325 |       2 |         0 |         0 |         0 |          0 |             0 |
|    1 | RESTART   | Completed | 2020-05-27 07:32:01.063325 | 2020-05-27 07:32:59.844119 |       0 |         0 |         0 |         0 |          0 |             0 |
|    1 | RECOVERY  | Completed | 2020-05-27 07:32:59.844119 | 2020-05-27 07:33:08.185367 |       0 |         0 |         0 |         0 |          0 |             0 |
+------+-----------+-----------+----------------------------+----------------------------+---------+-----------+-----------+-----------+------------+---------------+
7 rows in set (0.00 sec)复制代码

该表记录了克隆操作的进度信息。

• **STAGE：**一个克隆操作可依次细分为DROP DATA，FILE COPY，PAGE COPY，REDO COPY，FILE SYNC，RESTART，RECOVERY等7个阶段。当前阶段结束了才会开始下一个阶段。

• **STATE：**当前阶段的状态。有三种状态：Not Started，In Progress，Completed。

• **BEGIN_TIME，END_TIME：**当前阶段的开始时间和结束时间。

• **THREADS：**当前阶段使用的并发线程数。

• **ESTIMATE：**预估的数据量。

• **DATA：**已经拷贝的数据量。

• **NETWORK：**通过网络传输的数据量。如果是本地克隆，该列的值为0。

• **DATA_SPEED，NETWORK_SPEED：**当前数据拷贝的速率和网络传输的速率。

  注意，是当前值。

四、如何基于克隆数据搭建从库

在前面，我们介绍过performance_schema.clone_status表，该表会记录Donor实例的一致性位置点信息。我们可以利用这些信息来搭建从库。

mysql> select * from performance_schema.clone_status\G
*************************** 1\. row ***************************
...
    BINLOG_FILE: mysql-bin.000009
BINLOG_POSITION: 665197555
  GTID_EXECUTED: 59cd4f8f-8fa1-11ea-a0fe-000c29f66609:1-560
1 row in set (0.06 sec)复制代码

这里，区分两种场景，GTID复制和基于位置点的复制。

1、GTID复制

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = 'master_host_name', MASTER_PORT = master_port_num,
       ...
       MASTER_AUTO_POSITION = 1;
mysql> START SLAVE;复制代码

需要注意的是，无需额外执行set global gtid_purged操作。通过克隆数据启动的实例，gtid_purged已经初始化完毕。

mysql> show global variables like 'gtid_purged';
+---------------+--------------------------------------------+
| Variable_name | Value                                      |
+---------------+--------------------------------------------+
| gtid_purged   | 59cd4f8f-8fa1-11ea-a0fe-000c29f66609:1-560 |
+---------------+--------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)复制代码

2、基于位置点的复制

这里，同样要区分两种场景。

场景1，Recipient要作为Donor的从库。

mysql> SELECT BINLOG_FILE, BINLOG_POSITION FROM performance_schema.clone_status; 
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = 'master_host_name', MASTER_PORT = master_port_num,
       ...
       MASTER_LOG_FILE = 'master_log_name',
       MASTER_LOG_POS = master_log_pos;
mysql> START SLAVE;复制代码

其中，

master_host_name，master_port_num：Donor实例的IP和端口。

master_log_name，master_log_pos：performance_schema.clone_status 中的BINLOG_FILE, BINLOG_POSITION。

场景2，Donor本身就是一个从库，Recipient要作为Donor主库的从库。

mysql> SELECT MASTER_LOG_NAME, MASTER_LOG_POS FROM mysql.slave_relay_log_info;
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = 'master_host_name', MASTER_PORT = master_port_num,
       ...
       MASTER_LOG_FILE = 'master_log_name',
       MASTER_LOG_POS = master_log_pos;
mysql> START SLAVE;复制代码

其中，

master_host_name，master_port_num：Donor主库的IP和端口。

master_log_name，master_log_pos：mysql.slave_relay_log_info中的Master_log_name，Master_log_pos（分别对应 SHOW SLAVE STATUS 中的 Relay_Master_Log_File，Exec_Master_Log_Pos）。

在搭建从库时，建议设置--skip-slave-start。该参数默认为OFF，实例启动后，会自动执行START SLAVE操作。

如果Donor是个从库，Recipient会基于mysql.slave_master_info，mysql.slave_relay_log_info中的信息自动建立复制，很多时候，这未必是我们的预期行为。

五、Clone Plugin的实现细节

克隆操作可细分为以下5个阶段。

[INIT] ---> [FILE COPY] ---> [PAGE COPY] ---> [REDO COPY] -> [Done]复制代码

**1、INIT：**初始化一个克隆对象。

**2、FILE COPY：**拷贝所有数据文件。在拷贝之前，会记录一个LSN，作为“CLONE START LSN”，这个LSN其实是当前CHECKPOINT的LSN，同时启动“Page Tracking”特性。

“Page Tracking”会跟踪“CLONE START LSN”之后被修改的页，具体来说，会记录该页的Tablespace ID和page ID。数据文件拷贝结束后，会将当前CHECKPOINT的LSN记为“CLONE FILE END LSN”。

**3、PAGE COPY：**拷贝“CLONE START LSN”和“CLONE FILE END LSN”之间的页，在拷贝之前，会对这些页进行排序-基于Tablespace ID和page ID，尽量避免拷贝过程中出现随机读写。同时，开启“Redo Archiving”特性。

“Redo Archiving”会在后台开启一个归档线程将Redo文件中的内容按Chunk拷贝到归档文件中。通常来说，归档线程的拷贝速度会快于Redo日志的生成速度。即使慢于，在写入新的Redo日志时，也会等待归档线程完成拷贝，不会出现还未拷贝的Redo日志被覆盖的情况。当所有修改的页拷贝完毕后，会获取实例的一致性位置点信息，此时的LSN记为“CLONE LSN”。

4、REDO COPY：拷贝归档文件中“CLONE FILE END LSN”与“CLONE LSN”之间的Redo日志。

**5、Done：**调用snapshot_end()销毁克隆对象。

六、Clone Plugin的限制

1、克隆期间，不允许执行DDL命令。同样，DDL会阻塞克隆命令的执行

2、Clone Plugin不会拷贝Donor的配置参数。

3、Clone Plugin不会拷贝Donor的二进制日志文件。

4、Clone Plugin只会拷贝InnoDB表的数据，对于其它存储引擎的表，只会拷贝表结构。

5、Donor实例中如果有表通过DATA DIRECTORY指定了绝对路径，在进行本地克隆时，会提示文件已存在。在进行远程克隆时，绝对路径必须存在且有可写权限。

6、不允许通过MySQL Router连接Donor实例。

7、执行CLONE INSTANCE操作时，指定的Donor端口不能为X Protocol端口。

除此之外，在进行远程克隆时，还会进行如下检查：

• MySQL版本（包括小版本）必须一致，且支持Clone Plugin。

ERROR 3864 (HY000): Clone Donor MySQL version: 8.0.20 is different from Recipient MySQL version 8.0.19.复制代码

• 主机的操作系统和位数（32位，64位）必须一致。两者可根据version_compile_os，version_compile_machine参数获取。
• Recipient必须有足够的磁盘空间存储克隆数据。
• 字符集（character_set_server），校验集（collation_server），character_set_filesystem必须一致。
• innodb_page_size必须一致。会检查innodb_data_file_path中ibdata的数量和大小。
• 目前Clone Plugin（8.0.20）的实现，无论是Donor，还是Recipient，同一时间，只能执行一个克隆操作。后续会支持多个克隆操作并发执行。

ERROR 3634 (HY000): Too many concurrent clone operations. Maximum allowed - 1.复制代码

• Recipient需要重启，所以其必须通过mysqld_safe或systemd等进行管理。如果是通过mysqld进行启动，实例关闭后，需要手动启动。

ERROR 3707 (HY000): Restart server failed (mysqld is not managed by supervisor process).复制代码

• ACTIVE状态的Plugin必须一致。

七、Clone Plugin与XtraBackup的对比

1、在实现上，两者都有FILE COPY和REDO COPY阶段，但Clone Plugin比XtraBackup多了一个PAGE COPY，由此带来的好处是，Clone Plugin的恢复速度比XtraBackup更快。

2、XtraBackup没有Redo Archiving特性，有可能出现未拷贝的Redo日志被覆盖的情况。

3、GTID下建立复制，无需额外执行set global gtid_purged操作。

八、Clone Plugin的参数解析

• clone_autotune_concurrency 是否自动调节克隆过程中并发线程数的数量，默认为ON，此时，最大线程数受clone_max_concurrency参数控制。若设置为OFF，则并发线程数的数量将是固定的，同clone_max_concurrency参数一致。该参数的默认值为16。
• clone_buffer_size 本地克隆时，中转缓冲区的大小，默认4M。缓冲区越大，备份速度越快，相应的，对磁盘IO的压力越大。
• clone_ddl_timeout 克隆操作需要获取备份锁（Backup Lock）。如果在执行CLONE命令时，有DDL在执行，则CLONE命令会被阻塞，等待获取备份锁（Waiting for backup lock）。等待的最大时长由clone_ddl_timeout参数决定，默认300（单位秒）。如果在这个时间内还没获取到锁，CLONE命令会失败，且提示“ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction”。

需要注意的是，如果在执行DDL时，有CLONE命令在执行，DDL同样会因获取不到备份锁被阻塞，只不过，DDL操作的等待时长由lock_wait_timeout参数决定，该参数的默认值为31536000s，即365天。

• clone_enable_compression 遠端克隆，在傳輸資料時，是否開啟壓縮。開啟壓縮能節省網路頻寬，但對應的，會增加CPU消耗。
• clone_max_data_bandwidth 遠端複製時，可允許的最大資料拷貝速率（單位MiB/s）。預設為0，不限制。注意，這裡限制的只是單一執行緒的拷貝速率，如果存在多個執行緒並行拷貝，實際最大拷貝速率=clone_max_data_bandwidth*執行緒數。
• clone_max_network_bandwidth 遠端複製時，可允許的最大網路傳輸速率（單位MiB/s）。預設為0，不限制。若網路頻寬存在瓶頸，可透過此參數進行限速。
• clone_valid_donor_list 設定Donor白名單，只能複製白名單中指定的實例。
• clone_ssl_ca，clone_ssl_cert，clone_ssl_key SSL相關。

相關免費學習推薦：mysql影片教學

以上是看看MySQL 8 新功能Clone Plugin的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！