數據庫作為一個系統中唯一或者主要的持久化組件，對服務的可用性和數據的可靠性要求極高。 作為能夠有效應對因為系統軟硬件故障、人工誤操作導致數據丟失的預防手段，備份是目前最為常見的數據庫運維操作。 考慮到備份操作對數據庫可用性的影響， MySQL官方將備份方式划主要划分為以下三類：
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熱備：備份過程中，MySQL實例始終是運行的，所有用戶的讀寫請求都不會受到影響。
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冷備：備份前首先需要停止MySQL實例的運行，整個備份過程中，用戶均無法訪問數據庫。
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溫備：備份過程中，雖然MySQL實例是運行的，但是為了保證數據的一致性，允許用戶通過加鎖的方式來防止可能的更新或者修改操作。備份過程中，數據是只讀的，所有的寫請求會被阻塞。
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--add-locks 為了保證一張表的數據一致性，對該表執行lock table xxx read，無論是innodb表還是myisam表，插入、刪除、更新、帶X鎖的讀（select for update）和DDL（alter）請求均會被阻塞，不影響快照讀和S鎖讀（select lock in share mode）請求。該參數不保證表之間的數據一致性，如果涉及到跨表的查詢，備份不能保證表之間數據是一致的。
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--lock-tables 鎖定某一個數據庫的所有的表，能夠保證某一個庫中的所有表的數據一致性，但是不保證庫之間的數據一致,相當於在一個數據庫的所有表上執行了--add-locks參數，此外該庫的DDL語句均會給阻塞。
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--lock-all-tables 鎖定某個實例的所有表，可以保證所有庫的數據一致性,相當於所有的庫同時指定lock tables參數，此外，實例的所有DDL語句（create database）均會阻塞。除非指定--single-transaction選項，如果指定，則mysqldump僅在備份開始時，加一個flush tables with read lock的全局鎖，防止所有的DDL和寫操作，在開啟事務后，釋放該鎖，備份過程中，如果是innodb表則不受影響。
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--single-transaction 針對支持MVCC（多版本）事務的存儲引擎，例如innodb，mysqldump提供了在導出數據之前，開啟一個事務，由數據庫保證單次導出數據的一致性，此時針對Innodb表的所有讀寫操作，均不會被阻塞。
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--master-data 獲取備份數據的Binlog位置和Binlog文件名，用於通過備份恢復的實例之間建立復制關系時使用，該參數會默認開啟。
從對mysqldump參數的分析我們可以看出，之所以備份過程中要上鎖，主要基於以下幾個原因：
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備份的數據庫中包含不支持事務的表，需要通過鎖來保證單個表、一個庫中的表之間、同一個實例的不同庫的表之間的數據一致性。該鎖可以表鎖、庫級別的鎖甚至實例級別的鎖，應根據實際業務對一致性的需求選擇不同粒度的鎖，最大程度的減少鎖對用戶讀寫請求的影響。
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為了保證備份時，表結構的一致性，需要通過鎖來阻止對表、庫和實例的DDL操作。
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為了保證獲取正確的Binlog位置和文件名，需要短暫的鎖定整個實例的所有庫，因為Binlog是實例級別的，一個實例的所有庫是共享Binlog文件和位置的。同時值得注意的是，無論是innodb表還是myisam表，此都為必須步驟，只是innodb表可以在開啟事務后即釋放該鎖，而myisam需要在整個備份過程中，一直持有該鎖，對用戶訪問的影響時間長短區別。
mysqldump由於依賴數據庫層的轉換，所以並不關心底層的存儲引擎，既適用於支持事務的，也適用於不支持事務的，並且可以同時在不同MySQL版本之間進行轉換，由於是邏輯備份，用戶可以在備份的過程中，同時對數據進行修改。但是也正是因為需要經過數據庫層的轉換，mysqldump生成的備份文件往往很大，而且速度較慢，備份過程對數據庫的訪問有較大的影響，對於數據量大、業務壓力高的實例並不適用。
XtraBackup
XtraBackup是Percona公司一款開源的數據庫備份軟件，相對於mysqldump，它是直接通過拷貝物理文件實現數據庫備份的，所以速度相比要快很多。XtraBackup包含兩部分：xtrabackup的c程序和innobackupex perl腳本；前者主要用於處理innodb表的備份；后者是前者的封裝，主要包括一些與MySQL服務器的通信和mysiam表的備份。
首先我們先來簡單的了解一下xtrabackup備份的基本原理。xtrabackup能夠實現針對innodb表的無鎖備份，即所有的讀寫請求、DDL語句在整個備份過程中都是不受影響的。它的實現是基於innodb對事務的支持，利用其崩潰恢復的功能來實現的。MySQL所有的更新操作都是在內存中完成的，然后異步的刷入磁盤進行持久化。支持事務的存儲引擎，為了保證MySQL宕機后內存中還未刷出的更新不會丟失，設計了事務引擎日志(redo log)。通過將該部分的更新記錄到日志中，然后記錄日志序號(LSN)，異步線程在將臟頁刷新到磁盤的同時，維護一個檢查點LSN，兩個LSN之間的差異就是數據宕機后丟失的更新。在數據庫啟動時，只要事務日志保存完好，就可以根據redo log和undo log將數據庫恢復到崩潰前的一致性狀態。
上圖通過在MySQL執行show engine innodb status，我們可以清楚的看到：
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Log sequence number：表明當前redo log的最新LSN。
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Log flushed up to：表明當前已經刷新到磁盤上redo log的LSN。
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Last checkpoint at ：redo log記錄的更新已經刷新到磁盤上的檢查點LSN，該LSN之前的redo log上記錄的更新已全部刷新到磁盤上，可以被覆蓋重復使用。
xtrabackup備份時，首先會記錄一個當前redo log最新的LSN，該點是備份數據一致最后一個矯正點，在利用該備份進行恢復時，即從該LSN作為起點，之后的所有redo log記錄的更新都需要重做或者回滾。記錄了LSN之后，xtrabackup就找到了一個數據一致點，然后直接拷貝數據文件。
Innodb存儲引擎的表文件主要包括以下幾類：
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ibdata1:默認表空間文件，如果沒有設置innodb_file_per_table，則所有的表都是共用同一個文件的。如果啟動了innodb_file_per_table，每張表的索引、數據和插入緩沖BITMAP信息是按照表分別獨立存放在不同的文件中，但是undo log等其他信息還是存放在默認表空間中。
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table_name.bid：表文件，存放每張表的數據、索引和插入緩沖。
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ib_logfile0: 重做日志文件，備份前記錄的LSN和備份結束時的LSN之間的redo log xtrabackup是需要保存的，用於在恢復時進行回放或者回滾。
從前面我們對數據庫備份過程上鎖的必要性的分析可知，除了解決數據文件的一致性外，還需要解決DDL和獲取Binlog的問題。而該問題就需要依賴innobackupex來完成，首先在xtrabackup拷貝完數據文件后，innobackupex在MySQL上執行flush table with read lock，該操作會鎖定整個實例的所有帶X鎖的讀，更新、插入、刪除和DDL語句，相當於凍結了LSN。此時MySQL 當前LSN不會再推進，然后記錄LSN，此為最終一致的LSN；然后記錄當前Binlog的文件名和位置；接着開始拷貝MySQL的表定義文件(.frm)，myisam表文件；最后unlock tables釋放鎖，這樣就完成了一次完整的備份過程。