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MySQL数据库Inception工具学习与测试案例

[日期:2019-04-30] 来源:cnblogs.com/xuliuzai  作者:东山絮柳仔 [字体: ]

MySQL语句的审核,在业界都已经基本被认同了,实际上也是对MySQL语句写法的统一化,标准化,而之前的人工审核,针对标准这个问题其实是很吃力的,标准越多,DBA越累,开发也越累。 那么在这个都追求自动化运维的时代,审核也必须要跟上步伐,因此Inception诞生了。而Inception可以做的工作远不止是一个自动化审核工具,同时还具备执行,生成对影响数据的回滚语句(类似闪回的功能),这样一条龙服务的工具,将会给DBA的工作带来翻天覆地的变化,DBA从此就从繁重的审核、登上去执行,出错了很难回滚(如果提前没有备份的话)的被动局面解放了出来,突然发现,做DBA原来可以这么轻松,工作可以不饱和了,那就有更多的自由时间学习、进一步向自动化运维平台的实现等更智能化的方向去发展,是具有里程碑意义的。 

1.Inception架构原理

Inception是集审核、执行、回滚于一体的一个自动化运维系统。它是根据MySQL代码修改过来的。

相对于应用程序(上层审核流程系统等)而言,它是一个服务器,在连接时需要指定

2.Inception安装

2.1 环境配置

安装依赖项

yum install cmake ncurses-devel gcc gcc-c++ openssl-devel

移除bison较新的版本

yum remove bison –y

从http://ftp.gnu.org/gnu/bison/ 路径,下载 bison-2.6.1.tar.gz 指定版本。下载后,上传至服务器。

解压并安装bison

tar zxvf bison-2.6.1.tar.gz

cd bison-2.6.1

./configure && make && make install

2.2 下载安装Inception

下载

 wget https://github.com/qunarcorp/inception/archive/master.zip

解压

unzip master.zip
cd inception-master
./inception_build.sh debug [Xcode]

指定路径下创建inc.cnf

touch /data/Inception/inc.cnf

初始化

/data/Inception/inception-master/debug/mysql/bin/Inception --defaults-file=/data/Inception/inc.cnf &

(##Inception 最佳启动方式是通过nohup后台启动

nohup /data/Inception/inception-master/debug/mysql/bin/Inception --defaults-file=/data/Inception/inc.cnf &
) 

2.3 关闭Inception

找到初始化后的Inception

 关闭Inception

kill -9 7927

 2.4 修改增加配置项

[inception]
general_log=1
general_log_file=inc.log
port=6669
socket=/tmp/inc.socket
character-set-client-handshake=0
character-set-server=utf8
inception_remote_system_password=备份库密码
inception_remote_system_user=备份库账号
inception_remote_backup_port=备份库实例端口
inception_remote_backup_host=备份库IP
inception_support_charset=utf8mb4,utf8,latin1
inception_enable_nullable=0
inception_check_primary_key=1
inception_check_column_comment=1
inception_check_table_comment=1
inception_osc_min_table_size=1
inception_osc_bin_dir=/data/temp
inception_osc_chunk_time=0.1
inception_ddl_support=1
inception_enable_blob_type=1
inception_check_column_default_value=1

如果执行 ./inception_build.sh debug [Xcode] 命令报错,可将inception-master目录删除,重新解压,然后用

./inception_build.sh build linux 替代。当然,此时的可执行文件 在 /data/Inception/inception-master/build/mysql/bin/Inception

更多的安装知识,可参阅 https://qunarcorp.github.io/inception/install/)

2.5 连接验证

通过mysql 客户端连接

执行 代码验证

 inception get variables;

 

2.6 Inception的选项支持

参数名 是否需要参数 是否可选 功能描述
--host 需要操作的这部分语句块对应的数据库地址。指定方式可以是IP地址、机器名或DNS域名等,只能唯一解析到这个机器即可。
--port 与上面的--host选项对应,指定机器名,必然要再指定一个MySQL实例的端口。
--user 通过--user指定的用户名来连接需要操作SQL语句的MySQL实例。
--password 与上面的--user选项对应。
--sleep

这个参数用来指定在执行完每一条语句后,暂停多少毫秒,这样可以适当控制对线上数据库的冲击,特别是针对大量的写入操作,

单位是毫秒,最小值为0,也就是不暂停,最大值为100秒,也就是100000毫秒。如果设置的值超过了100000毫秒,

Inception会自动将其设置为100000毫秒。这个参数可以和其他参数一起设置,但是只有在--enable-execute为1的情况下,才起作用。

--enable-check

告诉Inception当前要做什么操作,是审核还是执行,这个参数与下面的--enable-execute智能指定一个。enable-check就是要告诉Inception,

当前的请求是要做审核操作,审核完成后就返回结果集。

--enable-execute

如果执行的选项是--enable-execute,则Inception在执行前还会做一次实时的审核,这个审核和前面指定的--enable-check时的

审核是基本相同的,这是这次在审核完成后,还会继续进行。因为相同的语句在不同的时间审核可能会产生不同的审核结果(环境有可能变了),

所以有必要再做一次审核。如果审核发现了错误(而不是警告),就不会被执行,此时会提前返回告知错误;如果审核发现的是警告,

并且没有指定--enable-ignore-warnings,则有警告也不会执行。

--enable-ignore-warnings

Inception采取严格的分阶段处理方式,先对所有的语句进行审核,审核完成之后,会执行所有的语句,之后再会执行所有语句的备份操作。

在三个阶段的过渡过程中,如果审核有问题则不会继续进行,此时如果人为确定想要跳过这些警告,则可以选择这个参数,

告诉Inception跳过这个警告的检查,继续执行。

--enable-force

批量导入时,有可能会报主键冲突的问题,而DBA可以确定的是,出现主键冲突不是问题,可以继续执行,那么此时可以通过选项

--enable-force告诉Inception,在执行过程中碰到一个错误时,可以先保存错误信息并继续下一条语句。此参数需谨慎使用。

--enable-remote-back

Inception支持备份并生成对应的回滚语句,这是默认的,但当有些影响行数很多且明确不需要回滚的时候,为了提高执行效率,

可以指定在执行时不做备份,指定方式是通过disable来禁用它,即disable-remote-backup。

--enable-split

这个参数用来拆分要执行的语句块。如果在语句块中存在对同一个表的DDL操作和DML操作,那么在分析Binlog来生成回滚语句时,

由于表结构已经发生改变,会导致Inception没有办法处理,所以使用这个参数将这些语句分成多批,然后再分别执行。这是在执行前

必须要做的一个操作,不然可能会产生不可预知的错误。当然在执行前的最后一次审核中,如果检查到这样的混用情况,

则会返回报错,而不是警告。

--enable-query-print

这个参数用来打印SQL语句在被Inception分析之后的执行树结构,已JSON的形式提供,目的是为了可以在Inception的基础上,

对已经结构化的(JSON)语句再次分析,可以对Inception��置支持的规则进行扩展,做个性化定制,比如使用到哪些列、

哪些语句类型等信息。

2.7 Inception结构集导读

返回列 详细描述
ID  用来表示结果集中记录序号的,也就是被审核的语句在语句块中的序号,按位置排序,计数从1开始。
stage

 显示当前语句已经进行到哪一步了,包括四个值:CHECKED、EXECUTED、RERUN和NONE。CHECKED表示这个语句只做审核,而没有再进行下一步操作;EXECUTED表示已经执行过,

如果执行失败,也是用这个状态表示,RERUN表示的是,对于影响上下文的语句,已经执行成功了,但是为了与EXECUTED区分,用RERUN表示,主要是因为在执行过程中,如果某一条语句

执行失败了,则上层可能需要将没有执行的语句提取出来,再次执行,那么影响上下文的语句就是需要加上的,所以用RERUN来表示。Inception目前支持两种影响上下文的语句,分别是

set names charset 语句和use database语句。NONE表示没有做过任何处理,有可能前面有语法错误直接提前返回。 

errlevel

 总共有三个值,分别是0、1、2。如果为0,则说明当前语句审核没有任何问题;如果为1,则说明当前语句审核时发现有些写法不符合Inception定义的内置规则,属于警告;如果值为2,则说明

当前语句审核时,发现了严重错误,无论如何都不能通过的。

stagestatus

 该列用来描述当前语句的阶段结果,与列stage对应。如果是审核阶段,并且完成,则返回Audit completed。如果是执行阶段,并且执行成功则返回Execute Successfully,否则返回Execute

failed。如果是备份阶段,并且备份成功,则在执行描述信息后面追加Backup successfully,否则追加Backup failed。

errormessage

 用来表示出错的错误信息,这里包括一条语句中的所有错误信息,用换行符分隔,但有时候如果某一个错误导致不能继续分析了,比如表不存在等问题,在这种情况下,如果语句还有其他错误,

就不能被审核出来了。如果当前语句没有任何错误,则这个列值为NONE。对于执行及备份操作,因为对于一条语句,这样的错误只会有一次,那么执行错误会在执行后面追加:“execute:具体

的执行错误原因”,如果是备份出错,则在后面追加“backup:具体的错误原因”。在执行时,有时候还会出现Warning。

SQL  用来表示当前检查的是那条SQL语句,这一列存储的值就是这条SQL语句的文本内容。
affected_rows  审核时,用来表示当前语句预计影响的行数,这个行数一般是通过EXPLAIN来获取的。在执行时,该列输出的是执行时真实影响的行数。
sequence  该列与Inception备份功能有关,其实就是与$_$Inception_backup_information$_$表中的列opid_time一一对应,这就为自动化运维平台针对某一条语句做回滚操作找到了入口。
backup_dbname  该列表示的是当前语句产生的备份信息,存储在备份服务器的那个数据库中。如果是不需要备份的语句,则返回字符串NONE。
excute_time  该列表示当前语句的执行时间,单位是秒,精确到小数点后两位。列类型是字符串。如果只是审核而不执行,则该列返回的值为0.
SQLSHA1  这一列用来存储当前这条语句的一个HASH值,用来标识这个语句是否会使用OSC功能,如果返回信息中有值,则表示这条语句在执行时会使用OSC。

 

3.Inception 备份功能

Inception在做DML操作时,具有备份功能。它会将所有当前语句修改的行对应生成回滚语句并备份下来,同时也会将所有操作的任务备份下来,一起存储到一个指定的库中。

3.1 配置项中关于备份主要有4个参数

参数 说明
inception_remote_backup_host 指定远程备份MySQL实例的地址。
inception_remote_backup_port 指定远程备份MySQL实例的端口。
inception_remote_system_user 备份时,连接备份MySQL实例时所需的用户名,这个用户需要有相应的权限,一般包括Create、Insert和Select权限。
inception_remote_system_password 备份时,连接备份库时所需要的用户对于的密码。

3.2 备份数据库命名规则

因为线上机器有很多,而备份机器只有一台,所以为了防止在备份数据库实例中存在库名冲突的问题,备份机器的库名是将线上机器IP地址的点换成下划线,再加上端口号及库名。

例如:

169_169_167_167_3306_testDB.

3.3 备份库上的表

主要有两类,一种针对线上每一个表生产一个备份表,即与线上的表是一一对应的,表名相同,但是表结构不一样。备份表主要用来存储所有对表修改的回滚语句。

主要有以下3列:

列名 说明
id 标识列
rollback_statement

当某一行被修改后,生成的对应的回滚语句。因为Binlog必须为Row模式,所以,不管是什么语句,产生的回滚语句都是针对被修改的行记录的。

如果一条语句的执行,影响了多行,那么这里就会有多条回滚语句。

opid_time

执行SQL语句时获取的一个序列号。序列号由三部分组成:timestamp(int值,是语句执行的时间点)、线上服务器执行时所产生的thread_id及

当前这条语句在所有被执行语句块中的一个序号。序列号在指定的备库中是唯一的。针对同一条语句影响多行的情况、在产生的多行回滚语句中,

该列的值是相同的。

还有一类表,其实这个表每个库中只有一个,$_$Inception_backup_information$_$。该表主要用来记录所有对当前库的操作,它是为该库中所有表服务的,对线上这个库的所有的表的操作,都会被存储在这里面。

 

参数 说明
opid_time

该列与上面备份表中的列opid_time是一一对应的,因为这个表中的每一行对应的是在线上执行的实际的一条SQL语句。

opid_time从各个备份表中查找这条语句对应的回滚语句,是一对多的关系。

start_binlog_file

表示执行这条语句前Binlog所在的位置的文件名。这个值是通过 show master status 获取的,在数据库并发比较高的情况下,

这个值不一定准确。这个值只能是这条语句产生Binlog前面的某个位置。同理。下面三个位置信息也是一样。

start_binlog_pos 该列与上面的列对应,表示的是上面指定文件的位置信息。
end_binlog_file 该列表示的是执行当前语句之后,Binlog所在的文件名。
end_binlog_pos 该列与上面的列对应,表示执行完成后,Binlog在文件end_binlog_file中的偏移位置。
sql_statement 该列存储的是当前这个被执行的SQL语句。
host 表示在线上的哪个数据库实例上执行了该语句。
dbname 表示执行当前语句时所处的环境变量,指的是数据库名。
tablename 表示当前语句影响的表的表名,通过这个名字对应到备份表名。
port 与host对应,表示执行时数据库的端口号。
time 表示当前语句的执行时间
type 表示操作类型,现在只支持INSERT、UPDATE、DDELETE、CREATEDB、CREATETABLE、ALTERTABLE、DROPTABLE等类型。

 

3.4线上库表结构与备份库表结构的对应关系如下图:

 3.5 通过Python脚本验证

测试环境

类别 ServerIP Port
线上数据库 XXX.XXX.XXX.9 3306
Inception XXX.XXX.XXX.8 6669
备份数据库 XXX.XXX.XXX.9 3307

 测试python脚本

#!/usr/bin/python
#-*- coding:utf-8 -*-
import MySQLdb

sql='''/*--user=数据库账号;--password=相应密码;--host=XXX.XXX.XXX.9;--execute=1;--port=3306;*/\
    inception_magic_start;\
    use dbtest;\
    CREATE TABLE table_test(id int comment 'test' primary key) engine=innodb DEFAULT CHARSET=utf8mb4 comment '测试';\
    inception_magic_commit;'''
try:
       conn=MySQLdb.connect(host='XXX.XXX.XXX.8',user='',passwd='',db='',port=6669)
       cur=conn.cursor()
       ret=cur.execute(sql)
       result=cur.fetchall()
       num_fields = len(cur.description)
       field_names = [i[0] for i in cur.description]
       print field_names
       for row in result:
                print row[0], "|",row[1],"|",row[2],"|",row[3],"|",row[4],"|",row[5],"|",row[6],"|",row[7],"|",row[8],"|",row[9],"|",row[10]
       cur.close()
       conn.close()
except MySQLdb.Error as e:
       print "Mysql Error %d: %s" % (e.args[0], e.args[1])

执行结果如下:

去备份库上查看,备份情况如下:

3.6 备份所需的条件

如果在测试的过程中,发现没有实现备份,可以从以下几个方面去检查

(1)线上服务器必须要打开Binlog,在启动时需要设置参数log_bin、log_bin_index等关于Binlog的参数。不然不会备份及生成回滚语句,因为Inception的生成回滚语句是通过解析Binlog来做的。

 

(2)参数必须binlog_format必须设置为mixed或者row模式。如果是statement模式,则不做备份及回滚语句的生成。可通过语句set global binlog_format=ROW来设置。

(3)将binlog_row_image设置为full ,该配置项默认为 full ,但是如果为了减少binlog的size改成minimal的话,则Inception无法生成回滚语句。

(4)参数server_id必须设置为非0非1,通过语句set global server_id=server_id;来设置,不然在备份时报错。因为在获取Binlog时,需要通过server_id在主库上注册Inception。

(5)被修改表需要有主键:执行时,被影响的表如果没有主键的话,就不会做备份了。这样更简单并且备份时间及数据都会少一点,不然回滚语句的where条件就会将所有列写进去,这样会影响性能且没有太大意义,所以在where条件中,只需要主键即可。

(6)备份相关的四个参数需要设置好,并且对应的用户在备份数据库实例中有足够的权限。

3.7 在进行验证时可能遇到的错误。

1执行 Python验证,报错信息。

ImportError: No module named MySQLdb

解决方案:

yum install MySQL-python

 2.有时候执行Python脚本报错:invalid source infomation。

这时候需要去检查Inception连接数据库的参数配置。

 4.Inception常见关于审核规范的变量参数

5.Inception统计功能

其数据存储在备份实例上的inception数据库上statistic表中,此库自动生成。

主要字段的说明如下:

列名 字段描述
deleting 包括普通的删除操作及多表删除操作。
inserting 包括单行插入、多行插入及查询插入。
updating 包括普通单表更新及多表的更新。
renaming 指的是ALTER table语句中的rename操作。
createindex 指的是ALTER table语句中的add index操作。
dropindex 指的是ALTER table语句中的drop index操作。
alteroption 指的是ALTER table语句中的修改表属性的操作,比如存储引擎、自增值及字符集中操作。
alterconvert 指的是ALTER table语句中修改表字符集的操作。

-----主要内容参考梳理于网络知识和《MySQL运维内参》,此短文仅为学习笔记,在此原创作者感谢!

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