基于分布式数据库本身的定时备份方法

背景技术

在大型分布式数据库中，对于数据的保护显得尤为重要，备份则是对数据进行保护的一种合理手段。若要对不断更新的数据进行保护，则可以在指定时间点对数据库数据进行备份。这样，当数据库发生故障时，可以及时还原到最近一次备份的时间点，避免数据大规模丢失。目前已知对数据库进行备份主要采取以下两种策略：

（1）利用操作系统本身的定时系统，编写脚本，定时将数据库物理存储数据进行复制。

该方案通过利用操作系统本身的定时系统，编写脚本，便可在脚本指定的周期时间进行定时操作，将数据库物理存储的数据进行复制，保存于其他安全的物理存储设备中。

（2）利用操作系统本身的定时系统，编写脚本，定时执行 SQL 备份语句。

该方案通过利用操作系统本身的定时系统，与数据库本身的备份功能相结合，定时执行 SQL 备份语句， 则可在脚本指定的定时周期进行数据库数据备份。

方案（1）（2）均强依赖于操作系统，局限性高，需要熟悉对应操作系统脚本编写的人员进行脚本的编写，且此类方式定时备份的相关信息不够直观、不易保存。同时，方案（1）为物理备份，必须停止数据库才可进行复制，很多业务场景不适用。方案（2）虽摆脱了此种限制，可以应用于在线业务，但仍受限于操作系统及脚本等方面。

KaiwuDB 中的定时备份

KaiwuDB 提供了一种定时备份方法。此种方法可通过数据库本身定时对数据库数据进行备份，避免数据的大规模丢失，保障数据的安全性。同时，相比于其他类似技术，该方法解决了定时备份任务强依赖于操作系统及脚本的问题，使得定时备份变得更为灵活且容易实现，更利于数据库管理人员操作使用。另外，备份方式使用数据库本身的逻辑备份方式，属于逻辑备份而非物理备份，可以解决备份时需要停止数据库业务的问题，拓宽了业务场景的同时保障了数据的安全可靠。

KaiwuDB 能够在不停止业务的情况下按照指定的周期对数据进行备份，具体过程如下：

步骤 1- 用户执行创建定时备份任务的 SQL 语句，其中包括备份目标、备份周期和备份位置等信息；

步骤 2- 数据库解析 SQL 语句，将关键信息写入数据库内定时备份的系统表中，同时创建出后台执行的定时备份任务，结合附图 1；

步骤 3- 数据库按照数据库中设置的时间间隔，每隔该时间，对系统表进行一次扫描，筛选出该执行的备份操作并执行，结合附图 2；

步骤 4- 若执行备份成功，则继续执行步骤 3；若不成功，则停止定时备份任务并提示数据库使用者，同时将问题信息写入日志。

进一步的，步骤 1 用户执行创建定时备份操作，设置备份的周期，及将指定的数据库（模式、表）备份到指定的节点、分区、落盘位置等。

随后执行步骤 2，数据库服务解析 SQL 语句生成语法树，再通过语法树生成执行计划，将关键信息写入数据库内定时备份的系统表中，其中具体步骤包括：

步骤 2.1- 用户输入创建定时备份的 SQL 语句后，解析器通过词法解析，句法解析和语义解析，将语句生成语法树。

步骤 2.2- 优化器由语法树生成逻辑计划，再由逻辑计划生成具体执行时的物理计划。

步骤 2.3- 基于执行计划，将备份的关键信息写入数据库内定时备份的系统表中，并在后台创建一个定时备份进程，用于定时扫描该系统表，结合附图 1.

图 1

数据库内定时备份的系统表中具体信息例如：

{

schedule_id 定时备份任务唯一标识

schedule_name 定时备份任务名称

created 定时备份任务创建时间

owner 定时备份任务归属用户

schedule_expr 定时备份周期表达式

next_run 下次执行备份的时间

target 定时备份任务的对象

}

随后执行步骤 3：数据库按照数据库中设置的时间间隔，每隔该时间，对系统表进行一次扫描，筛选出该执行的备份操作并执行，其中具体步骤包括：

步骤 3.1- 按照设置的时间间隔，扫描定时备份的系统表，查询是否应该执行该次备份。具体执行判断示例为：

将当前时间 time.now 与系统表中对应备份的 next_run 进行对比判断，若当前时间大于等于 next_run，则应当执行该次备份，若小于，则无需执行。

步骤 3.2- 若满足执行条件，则执行该次备份并在定时备份的系统表中更新该次备份的定时信息，若满足，则不执行及更新，等待下次扫描，结合附图 2.

图 2

具体更新示例为：执行备份，更新该次备份的定时信息，即更新系统表中对应备份的 next_run 值，其应当为当前 next_run 值加 schedule_expr 换算出的时间周期。

随后执行步骤 4：执行步骤 3 中扫描出的满足条件的备份，若不成功，则停止定时备份任务并提示数据库使用者，同时将问题信息写入日志。

优势

此种定时备份方法不依赖于操作系统及脚本，而是通过在数据库内输入 SQL 语句设置定时备份任务，使得定时备份变得更为灵活且容易实现，更易于数据库管理人员去制定定时备份策略、设置定时备份方式；通过备份，对数据进行保护，避免数据的大规模丢失，保障数据的安全性。同时，此种定时备份方法执行的备份是基于数据库内部的备份，而非对外在数据进行拷贝，故而可以在不停止数据库的同时对数据进行备份，不会影响正常业务的开展。