openGauss源码解析（212）
openGauss源码解析：备份恢复机制（3）
10.2.3 gs_probackup备份恢复流程
gs_probackup工具在备份之前需要先进行备份目录初始化，然后进行数据库实例的全量备份，在全量备份的基础上才能进行增量备份。类似地，增量恢复也必须以某个全量备份为基础进行恢复。gs_probackup除了支持本地备份外，也支持通过SSH进行远程备份。下面是几个主要的步骤。
（1） 初始化备份目录。在指定的目录下创建backups/和wal/子目录，分别用于存放备份文件和WAL文件，代码如下：
gs_probackup init -B backup_dir
（2） 初始化一个数据库实例的备份，代码如下：
gs_probackup add-instance -B backup_dir -D data_dir --instance instance_name [remote_options]
（3） 创建指定实例的备份。在进行增量备份之前，必须至少创建一次全量备份。全量还是增量由-b backup_mode参数控制，FULL表示创建全量备份，PTRACK表示创建PTRACK增量备份，代码如下：
gs_probackup backup -B backup_dir --instance instance_name -b backup_mode
（4） 从指定实例的备份中恢复数据，代码如下：
gs_probackup restore -B backup_dir --instance instance_name -i backup_id
如果进行远程备份和恢复，需要初始化备份目录和初始化一个数据库实例的备份，第一步、第二步和本地备份恢复是相同的，执行上文中的（1）和（2）即可。但第三步和第四步需要使用SSH的远程连接信息进行备份和恢复，步骤如下所示。
（1） 远程备份，代码如下：
gs_probackup backup -B backup_dir -b FULL --stream --instance=instance_name --remote-user=remote_user --remote-host=ip --remote-port=remote_port -d db -p port -U user
（2） 远程恢复，代码如下：
gs_probackup restore -B backup_dir --instance=instance_name --remote-user=remote_user --remote-host=ip --remote-port=remote_port --incremental-mode=checksum
下面介绍每个处理函数的详细实现。
（1） init命令的处理函数是do_init，在do_init函数中。
① 首先检查命令行输入的备份路径backup_dir是否为空目录，要求必须为空目录。如果backup_dir不存在，则创建。
② 在backup_dir下创建backups子目录，创建wal子目录。
（2） add-instance的处理函数为do_add_instance，在do_add_instance处理函数中。
① 创建backup_dir/backups/instance_name子目录，创建backup_dir/wal/instance_name子目录。
② 获取实例备份参数信息，包括system_identifier，xlog_seg_size，remote.host，remote.proto，remote.port，remote.path，remote.user，remote.ssh_options，remote.ssh_config等，通过调用函数do_set_config把这些实例备份信息写到backup_path/backups/instance_name/pg_probackup.conf配置文件中。
（3） backup的处理函数为do_backup，do_backup根据参数backup_mode是FULL还是PTRACK进行全量或者增量备份。全量备份和增量备份基本流程是一样的，唯一的区别是全量备份拷贝全部数据文件，增量备份只拷贝自上次备份以来的脏数据页。函数的处理流程如下。
① 调用pgNodeInit初始化备份数据库服务器节点的信息。
② 设置备份状态为BACKUP_STATUS_RUNNING和其他备份元数据，包括备份时间、当前版本、压缩算法、压缩级别和外部目录地址。
③ 调用pgBackupCreateDir创建备份路径，备份路径由pgBackupGetPath构造，路径为backup_dir/backups/instance_name/base36enc(backup->start_time)，同时创建外部目录的备份地址，地址为backup_dir/backups/instance_name/ extern_direc。
④ 备份元数据写入到backup.control控制文件中。
⑤ 调用pgdata_basic_setup创建到数据库服务器的连接，检查校验备份工具的block_size、wal_block_size，checksum_version等和数据库服务器的版本是兼容的。调用check_system_identifiers校验系统标识符system_identifier是一致的。检查数据库服务器的ptrack版本是兼容的，并且开关是打开的。
⑥ 调用add_note把备份描述信息添加到备份元数据中。
⑦ 调用do_backup_instance进行数据库实例数据备份。
⑧ 更新备份元数据中的备份结束时间，备份状态为BACKUP_STATUS_DONE。更新备份的留存策略ttl或者expire_time。
⑨ 如果需要校验备份，则调用pgBackupValidate对备份数据进行校验。
⑩ 最后如果需要删除过期的备份或者合并备份，则调用do_retention把过期的备份删除。
（4） restore的处理函数为do_restore_or_validate，函数的处理流程如下。
① 检查如果data目录不为空，看是否为增量恢复，并且当前的增量和路径中存在的数据是否兼容。首先检查两者的system_identifier标识符是否一致，如果不一致，则恢复失败。然后检查目录中是否有备份标签文件，如果存在，则恢复失败。
② 调用catalog_get_backup_list获取实例的所有备份。在catalog_get_backup_list函数中，遍历实例所有的backup.control文件，获取所有backup_id，并且根据backup_id排序。所有增量备份和他们的祖先连接起来，备份元数据有一个parent_backup，指向的就是父备份ID。
/* Link incremental backups with their ancestors.*/
for (i = 0; i < parray_num(backups); i++)
{
pgBackup *curr = parray_get(backups, i);
pgBackup **ancestor;
pgBackup key;
if (curr->backup_mode == BACKUP_MODE_FULL)
continue;
key.start_time = curr->parent_backup;
ancestor = (pgBackup **) parray_bsearch(backups, &key,
pgBackupCompareIdDesc);
if (ancestor)
curr->parent_backup_link = *ancestor;
}
③ 在备份列表中，查找满足恢复条件的备份。如果指定了target_backup_id则根据backup_id进行匹配。如果指定了pgRecoveryTarget，则根据pgRecoveryTarget进行匹配，判断函数为satisfy_recovery_target。
④ 如果找到的备份是全量备份，那么当前backup_id就是满足要求的。如果找到的备份是增量备份，需要遍历整个增量备份链表查找之前所有备份都是正常的。
⑤ 检查表空间映射是正常的。
⑥ 如果是INCR_LSN恢复，确定恢复链中的恢复位置。
⑦ 如果恢复前需要验证文件正确性，则调用pgBackupValidate和validate_wal验证数据文件和日志文件正确性。
⑧ 调用restore_chain根据备份链进行恢复。
⑨ 根据传入的恢复参数调用create_recovery_conf创建recovery.conf恢复文件。整个恢复结束。
其他的一些流程处理如下。
（5） help的help_pg_probackup和help_command，这两个函数的处理都在help.cpp中。
① help_pg_probackup命令没有输入参数，就是打印整个工具的命令行使用帮助信息。
② help_command(char *command)有一个输入参数command，根据command参数指定的子命令分别调用相应子命令的帮助处理函数。
（6） del-instance删除实例的处理函数为do_delete_instance，在do_delete_instance处理函数中。
① 调用catalog_get_backup_list获取实例。backup_dir/backups/instance_name子目录下的所有数据备份。遍历删除这些数据备份。
② 删除backup_dir/wal/instance_name子目录下的所有WAL日志文件。
③ 删除实例备份配置文件backup_dir/backups/instance_name/pg_probackup.conf。
④ 删除实例backup_dir/backups/instance_name子目录本身，删除backup_path/wal/instance_name子目录本身。
