技术分享-MySQL-​删库不跑路建议收藏

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作者：洪斌

每个 DBA 是不是都有过删库的经历？删库了没有备份怎么办？备份恢复后无法启动服务什么情况？表定义损坏数据无法读取怎么办？
我曾遇到某初创互联网企业，因维护人员不规范的备份恢复操作，导致系统表空间文件被初始化，上万张表无法读取，花了数小时才抢救回来。
当你发现数据无法读取时，也许并非数据丢失了，可能是 DBMS 找不到描述数据的信息。

背景

先来了解下几张关键的 InnoDB 数据字典表，它们保存了部分表定义信息，在我们恢复表结构时需要用到。

SYS_TABLES 描述 InnoDB 表信息

CREATE TABLE `SYS_TABLES` (`NAME` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '',  表名
`ID` bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',  表 id
`N_COLS` int(10) DEFAULT NULL,
`TYPE` int(10) unsigned DEFAULT NULL,
`MIX_ID` bigint(20) unsigned DEFAULT NULL,
`MIX_LEN` int(10) unsigned DEFAULT NULL,
`CLUSTER_NAME` varchar(255) DEFAULT NULL,
`SPACE` int(10) unsigned DEFAULT NULL,   表空间 id
PRIMARY KEY (`NAME`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

SYS_INDEXES 描述 InnoDB 索引信息

CREATE TABLE `SYS_INDEXES` (`TABLE_ID` bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0', 与 sys_tables 的 id 对应
  `ID` bigint(20) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',  索引 id
  `NAME` varchar(120) DEFAULT NULL,         索引名称
  `N_FIELDS` int(10) unsigned DEFAULT NULL, 索引包含字段的个数
  `TYPE` int(10) unsigned DEFAULT NULL,
  `SPACE` int(10) unsigned DEFAULT NULL,  存储索引的表空间 id
  `PAGE_NO` int(10) unsigned DEFAULT NULL,  索引的 root page id
  PRIMARY KEY (`TABLE_ID`,`ID`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

SYS_COLUMNS 描述 InnoDB 表的字段信息

CREATE TABLE `SYS_COLUMNS` (`TABLE_ID` bigint(20) unsigned NOT NULL, 与 sys_tables 的 id 对应
  `POS` int(10) unsigned NOT NULL,     字段相对位置
  `NAME` varchar(255) DEFAULT NULL,    字段名称
  `MTYPE` int(10) unsigned DEFAULT NULL,  字段编码
  `PRTYPE` int(10) unsigned DEFAULT NULL, 字段校验类型
  `LEN` int(10) unsigned DEFAULT NULL,  字段字节长度
  `PREC` int(10) unsigned DEFAULT NULL, 字段精度
  PRIMARY KEY (`TABLE_ID`,`POS`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

SYS_FIELDS 描述全部索引的字段列

CREATE TABLE `SYS_FIELDS` (`INDEX_ID` bigint(20) unsigned NOT NULL, 
  `POS` int(10) unsigned NOT NULL,
  `COL_NAME` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`INDEX_ID`,`POS`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

./storage/innobase/include/dict0boot.h 文件定义了每个字典表的 index id，对应 id 的 page 中存储着字典表的数据。

这里我们需要借助 undrop-for-innodb 工具恢复数据，它能读取表空间信息得到 page，将数据从 page 中提取出来。

# wget https://github.com/chhabhaiya/undrop-for-innodb/archive/master.zip
# yum install -y gcc flex bison
# make
# make sys_parser

./sys_parser 读取表结构信息
sys_parser [-h <host>] [-u <user>] [-p <passowrd>] [-d <db>] databases/table

stream_parser 读取 InnoDB page 从 ibdata1 或 ibd 或分区表

# ./stream_parser
You must specify file with -f option
Usage: ./stream_parser -f <innodb_datafile> [-T N:M] [-s size] [-t size] [-V|-g]
  Where:
    -h         - Print this help
    -V or -g   - Print debug information
    -s size    - Amount of memory used for disk cache (allowed examples 1G 10M). Default 100M
    -T         - retrieves only pages with index id = NM (N - high word, M - low word of id)
    -t size    - Size of InnoDB tablespace to scan. Use it only if the parser can't determine it by himself.

c_parser 从 innodb page 中读取记录保存到文件

# ./c_parser
Error: Usage: ./c_parser -4|-5|-6 [-dDV] -f <InnoDB page or dir> -t table.sql [-T N:M] [-b <external pages directory>]
  Where
    -f <InnoDB page(s)> -- InnoDB page or directory with pages(all pages should have same index_id)
    -t <table.sql> -- CREATE statement of a table
    -o <file> -- Save dump in this file. Otherwise print to stdout
    -l <file> -- Save SQL statements in this file. Otherwise print to stderr
    -h  -- Print this help
    -d  -- Process only those pages which potentially could have deleted records (default = NO)
    -D  -- Recover deleted rows only (default = NO)
    -U  -- Recover UNdeleted rows only (default = YES)
    -V  -- Verbose mode (lots of debug information)
    -4  -- innodb_datafile is in REDUNDANT format
    -5  -- innodb_datafile is in COMPACT format
    -6  -- innodb_datafile is in MySQL 5.6 format
    -T  -- retrieves only pages with index id = NM (N - high word, M - low word of id)
    -b <dir> -- Directory where external pages can be found. Usually it is pages-XXX/FIL_PAGE_TYPE_BLOB/
    -i <file> -- Read external pages at their offsets from <file>.
    -p prefix -- Use prefix for a directory name in LOAD DATA INFILE command

接下来，我们演示场景的几种数据恢复场景。

场景 1：drop table

是否启用了 innodb_file_per_table 其恢复方法有所差异，当发生误删表时，应尽快停止 MySQL 服务，不要启动。若 innodb_file_per_table=ON，最好只读方式重新挂载文件系统，防止其他进程写入数据覆盖之前块设备的数据。

如果评估记录是否被覆盖，可以表中某些记录的作为关键字看是否能从 ibdata1 中筛选出。
grep WOODYHOFFMAN ibdata1
Binary file ibdata1 matches
也可以使用 bvi(适用于较小文件)或 hexdump -C(适用于较大文件)工具

以表 sakila.actor 为例

CREATE TABLE `actor` (`actor_id` smallint(5) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`first_name` varchar(45) NOT NULL,
`last_name` varchar(45) NOT NULL,
`last_update` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`actor_id`),
KEY `idx_actor_last_name` (`last_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=201 DEFAULT CHARSET=utf8

首先恢复表结构信息
1. 解析系统表空间获取 page 信息

./stream_parser -f /var/lib/mysql/ibdata1

2. 新建一个 schema，把系统字典表的 DDL 导入

cat dictionary/SYS_* | mysql recovered

3. 创建恢复目录

mkdir -p dumps/default

4. 解析系统表空间包含的字典表信息，

./c_parser -4f pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000001.page -t dictionary/SYS_TABLES.sql > dumps/default/SYS_TABLES 2> dumps/default/SYS_TABLES.sql
./c_parser -4f pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000002.page -t dictionary/SYS_COLUMNS.sql > dumps/default/SYS_COLUMNS 2> dumps/default/SYS_COLUMNS.sql
./c_parser -4f pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000003.page -t dictionary/SYS_INDEXES.sql > dumps/default/SYS_INDEXES 2> dumps/default/SYS_INDEXES.sql
./c_parser -4f pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000004.page -t dictionary/SYS_FIELDS.sql > dumps/default/SYS_FIELDS 2> dumps/default/SYS_FIELDS.sql

5. 导入恢复的数据字典

cat dumps/default/*.sql | mysql recovered

6. 读取恢复后的表结构信息

./sys_parser -pmsandbox -d recovered sakila/actor

由于 5.x 版本 innodb 引擎并非完整记录表结构信息，会丢失 AUTO_INCREMENT 属性、二级索引和外键约束，DECIMAL 精度等信息。

若是 mysql 5.5 版本 frm 文件被从系统删除，在原目录下 touch 与原表名相同的 frm 文件，还能读取表结构信息和数据。若只有 frm 文件，想要获得表结构信息，可使用 mysqlfrm –diagnostic /path/to/xxx.frm，连接 mysql 会显示字符集信息。

  • innodb_file_per_table=OFF

因为是共享表空间模式，数据页都存储在 ibdata1，可以从 ibdata1 文件中提取数据。
1. 获取表的 table id，sys_table 存有表的 table id，sys_table 表 index id 是 1，所以从 0000000000000001.page 获取表 id

./c_parser -4Df pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000001.page -t dictionary/SYS_TABLES.sql | grep sakila/actor
000000000B28  2A000001430D4D  SYS_TABLES  "sakila/actor"  158  4  1 0   0   ""  0
000000000B28  2A000001430D4D  SYS_TABLES  "sakila/actor"  158  4  1 0   0   ""  0

2. 利用 table id 获取表的主键 id，sys_indexes 存有表索引信息，innodb 索引组织表，找到主键 id 即找到数据，sys_indexes 的 index id 是 3，所以从 0000000000000003.page 获取主键 id

./c_parser -4Df pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000003.page -t dictionary/SYS_INDEXES.sql | grep 158
000000000B28    2A000001430BCA  SYS_INDEXES     158     376     "PRIMARY"       1       3       0       4294967295
000000000B28    2A000001430C3C  SYS_INDEXES     158     377     "idx\_actor\_last\_name"        1       0       0       4294967295
000000000B28    2A000001430BCA  SYS_INDEXES     158     376     "PRIMARY"       1       3       0       4294967295
000000000B28    2A000001430C3C  SYS_INDEXES     158     377     "idx\_actor\_last\_name"        1       0       0       4294967295

3. 知道了主键 id，就可以从对应 page 中提取表数据，并生成 sql 文件。

./c_parser -4f pages-ibdata1/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000376.page -t sakila/actor.sql > dumps/default/actor 2> dumps/default/actor_load.sql

4. 最后导入恢复的数据

cat dumps/default/*.sql | mysql sakila
  • innodb_file_per_table=ON

这种情况恢复步骤与上述基本一致，但由于是独立表空间模式，数据页存储在各自的 ibd 文件，ibd 文件删除了，无法通过 ibdata1 提取数据页，所以 pages-ibdata1 目录找不到数据页，stream_parser 要从块设备中读取数据页信息。扫描完成后，在 pages-sda1 目录下提取数据。

./stream_parser -f /dev/sda1 -t 1000000k

场景 2：Corrupted InnoDB table

在 InnoDB 表发生损坏，即使 innodb_force_recovery= 6 也无法启动 MySQL
日志中可能会出现类似报错

InnoDB: Database page corruption on disk or a failed
InnoDB: file read of page 4.

此时的恢复策略需要将数据页从独立表空间中提取出，再删除表空间，重新创建表导入数据。
1. 先获得故障表的主键 index id
2. 通过 index id page 获取到数据记录

select t.name, t.table_id, i.index_id, i.page_no from INNODB_SYS_TABLES t join INNODB_SYS_INDEXES i on t.table_id=i.table_id and t.name='test/sbtest1';

3. 由于数据页可能有部分记录损坏，需要过滤掉“坏”的数据，保留好的数据
例如：前两行记录实际是“坏”数据，需要过滤掉。

root@test:~/recovery/undrop-for-innodb# ./c_parser -6f pages-actor.ibd/FIL_PAGE_INDEX/0000000000000015.page -t sakila/actor.sql > dumps/default/actor 2> dumps/default/actor_load.sql
root@test:~/recovery/undrop-for-innodb# cat dumps/default/actor
-- Page id: 3, Format: COMPACT, Records list: Invalid, Expected records: (0 200)
72656D756D07    08000010002900  actor   30064   "\0\0\0\0"      """1972-09-20 23:07:44"
1050454E454C    4F50454755494E  actor   19713   "ESSC▒" """2100-08-09 07:52:36"
00000000051E    9F0000014D011A  actor   2       "NICK"  "WAHLBERG"      "2006-02-15 04:34:33"
00000000051E    9F0000014D0124  actor   3       "ED"    "CHASE" "2006-02-15 04:34:33"
00000000051E    9F0000014D012E  actor   4       "JENNIFER"      "DAVIS" "2006-02-15 04:34:33"
00000000051E    9F0000014D0138  actor   5       "JOHNNY"        "LOLLOBRIGIDA"  "2006-02-15 04:34:33"
00000000051E    9F000001414141  actor   6       "AAAAA" "AAAAAAAAA"     "2004-09-10 01:53:05"
00000000051E    9F0000014D016A  actor   10      "CHRISTIAN"     "GABLE" "2006-02-15 04:34:33"
...

可以在 sql 文件中加上筛选条件，比如：通过 actor_id 做范围筛选，再用新的 sql 文件读数据页。

CREATE TABLE `actor` (`actor_id` smallint(5) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT
    /*!FILTER
     int_min_val: 1
     int_max_val: 300 */,
  `first_name` varchar(45) NOT NULL,
  `last_name` varchar(45) NOT NULL,
  `last_update` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`actor_id`),
  KEY `idx_actor_last_name` (`last_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=201 DEFAULT CHARSET=utf8;

4. 删除故障表文件，innodb_force_recovery= 6 启动 MySQL，启动后删除元数据
5. 创建新表导入恢复好的数据

疑问：如何知道丢失了多少记录？
读取数据页时开头会显示期望的记录数，最后会显示实际恢复的记录数，差值便是丢失记录数

-- Page id: 3, Format: COMPACT, Records list: Invalid, Expected records: (0 200)
-- Page id: 3, Found records: 197, Lost records: YES, Leaf page: YES

场景 3：磁盘或文件系统损坏如何恢复数据

这种情况下尽快保护损坏的块设备不要再写入，并用 dd 工具读取镜像数据用作恢复
本地方式

dd if=/dev/sdb of=/path/to/faulty_disk.img  conv=noerror

远程方式

remote server> nc -l 1234 > faulty_disk.img
local server> dd if=/dev/sdb of=/dev/stdout  conv=noerror | nc a.b.c.d 1234

保存好磁盘镜像后，后续恢复操作参考场景 2。

总结

1. 千万不要在服务运行时把 copy 数据文件作为备份方式，看似备份了数据，但实际数据是不一致的。
2. 正确的使用物理备份工具 xtrabackup/meb 或逻辑备份方式。
3. 对备份数据要定期进行恢复验证测试。

希望你永远不会用到这些方法，做好备份，勤验证！

参考
https://twindb.com/how-to-rec…
https://twindb.com/recover-co…
https://twindb.com/take-image…
https://twindb.com/data-loss-…
https://twindb.com/repair-cor…
https://twindb.com/resolving-…
https://dev.mysql.com/doc/ref…

正文完
mysql 数据库
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2019-08-28
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