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TiDB Data Migration 教程

TiDB Data Migration (DM) 是一体化的数据迁移任务管理平台，支持将大量、复杂的生产环境中的数据从 MySQL 或 MariaDB 迁移到 TiDB。

DM 功能如下：

数据迁移
- 支持导出与导入源数据库的初始全量数据，并在数据迁移过程中读取、应用来自源数据库存储的 binlog，从而保持数据的迁移。
- 通过合并上游的多个 MySQL 或 MariaDB 实例或集群的表，DM 能迁移生产环境中的分库分表。
将 TiDB 作为 MySQL 或 MariaDB 的从库时，DM 能持续提高数据库水平扩展的能力，或在无需 ETL 作业的情况下，在 TiDB 上进行数据实时分析。

本教程主要介绍如何使用 DM 迁移上游多个 MySQL 实例的一个分片表。包括两种场景：

合并若干个互不冲突的表或分片，即这些表或分片的表结构并不会造成唯一键的冲突；
合并唯一键存在冲突的表。

本教程假设目前使用的是一台新的、纯净版 CentOS 7 实例，你能（使用 VMware、VirtualBox 及其他工具）在本地虚拟化或在供应商提供的平台上部署一台小型的云虚拟主机。因为需要运行多个服务，建议内存最好在 1 GB 以上。

警告

本教程中 TiDB 的部署方法并不适用于生产或开发环境。

Data Migration 架构

TiDB Data Migration 架构

TiDB Data Migration 平台由 3 部分组成：DM-master、DM-worker 和 dmctl。

DM-master 负责管理和调度数据迁移任务的操作。
DM-worker 负责执行特定的数据迁移任务。
dmctl 是一个命令行工具，用于控制 DM 集群。

.yaml 文件中定义了各个数据迁移任务，dmctl 会读取这些文件，并且这些文件会被提交给 DM-master。DM-master 再将关于给定任务的相应职责告知每个 DM-worker 实例。

详情参见 Data Migration 简介。

安装

本部分介绍如何部署 3 个 MySQL Server 实例及 pd-server、tikv-server 和 tidb-server 实例各 1 个，以及如何启动 1 个 DM-master 和 3 个 DM-worker 实例。

安装 MySQL 5.7，下载或提取 TiDB v3.0 以及 DM v1.0.2 安装包：

sudo yum install -y http://repo.mysql.com/yum/mysql-5.7-community/el/7/x86_64/mysql57-community-release-el7-10.noarch.rpm &&
sudo yum install -y mysql-community-server &&
curl https://download.pingcap.org/tidb-v3.0-linux-amd64.tar.gz | tar xzf - &&
curl https://download.pingcap.org/dm-v1.0.2-linux-amd64.tar.gz | tar xzf - &&
curl -L https://github.com/pingcap/docs/raw/a164f19957e4cd2126961fad2fc8d96965b1651c/dev/how-to/get-started/dm-cnf/dm-cnf.tgz | tar xvzf -

创建目录和符号链接：

mkdir -p bin data logs &&
ln -sf -t bin/ "$HOME"/*/bin/* &&
[[ :$PATH: = *:$HOME/bin:* ]] || echo 'export PATH=$PATH:$HOME/bin' >> ~/.bash_profile && . ~/.bash_profile

安装 3 个 MySQL Server 实例的配置：

tee -a "$HOME/.my.cnf" <<EoCNF
[server]
socket=mysql.sock
pid-file=mysql.pid
log-error=mysql.err
log-bin
auto-increment-increment=5
[server1]
datadir=$HOME/data/mysql1
server-id=1
port=3307
auto-increment-offset=1
[server2]
datadir=$HOME/data/mysql2
server-id=2
port=3308
auto-increment-offset=2
[server3]
datadir=$HOME/data/mysql3
server-id=3
port=3309
auto-increment-offset=3
EoCNF

初始化并启动这些 MySQL 实例：

for i in 1 2 3
do
    echo  "mysql$i"
    mysqld --defaults-group-suffix="$i" --initialize-insecure
    mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
done

执行 jobs 和/或 pgrep -a mysqld 以确保 MySQL Server 实例都在运行状态。

jobs

[1]   Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
[2]-  Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
[3]+  Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &

pgrep -a mysqld

17672 mysqld --defaults-group-suffix=1
17727 mysqld --defaults-group-suffix=2
17782 mysqld --defaults-group-suffix=3

迁移分片数据

本示例场景包含 3 个分片，这些分片表结构相同，但自增主键并不重叠。

在 .my.cnf 文件中设置 auto-increment-increment=5 和 auto-increment-offset 可以实现这种情况。将 auto-increment-increment 设置为 5，则这些实例的自增 ID 以 5 为单位递增；每个实例的 auto-increment-offset 都设置得不同，则这些实例的偏移为 0 到开始计数的值。例如，若一个实例的 auto-increment-increment 为 5，auto-increment-offset 为 2，则会生成自增 ID 序列 {2,7,12,17,22,…}。

对于这 3 个 MySQL Server 实例，每个实例都分别创建数据库和表：

for i in 1 2 3
do
    mysql -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root <<EoSQL
        create database dmtest1;
        create table dmtest1.t1 (id bigint unsigned not null AUTO_INCREMENT primary key, c char(32), port int);
EoSQL
done

在每个 MySQL 实例中插入几百行数据：

for i in 1 2 3; do
    mysql -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root dmtest1 <<EoSQL
        insert into t1 values (),(),(),(),(),(),(),();
        insert into t1 (id) select null from t1;
        insert into t1 (id) select null from t1;
        insert into t1 (id) select null from t1;
        insert into t1 (id) select null from t1;
        insert into t1 (id) select null from t1;
        update t1 set c=md5(id), port=@@port;
EoSQL
done

查询上一步写入的所有行并排序，以确认写入数据是正确的：

for i in 1 2 3; do
    mysql -N -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root -e 'select * from dmtest1.t1'
done | sort -n

注意返回的列表左侧是一列递增的、无重叠的 ID，右侧的端口编号显示这些数据插入到哪些实例以及从哪些实例中查询：

...
1841    e8dfff4676a47048d6f0c4ef899593dd        3307
1842    57c0531e13f40b91b3b0f1a30b529a1d        3308
1843    4888241374e8c62ddd9b4c3cfd091f96        3309
1846    f45a1078feb35de77d26b3f7a52ef502        3307
1847    82cadb0649a3af4968404c9f6031b233        3308
1848    7385db9a3f11415bc0e9e2625fae3734        3309
1851    ff1418e8cc993fe8abcfe3ce2003e5c5        3307
1852    eb1e78328c46506b46a4ac4a1e378b91        3308
1853    7503cfacd12053d309b6bed5c89de212        3309
1856    3c947bc2f7ff007b86a9428b74654de5        3307
1857    a3545bd79d31f9a72d3a78690adf73fc        3308
1858    d7fd118e6f226a71b5f1ffe10efd0a78        3309

启动 DM-master 和 DM-worker

本小节介绍如何使用 DM 将来自不同的 MySQL 实例的数据合并到 TiDB 的一张表里。

配置文件包 dm-cnf.tgz 包含：

TiDB 集群组件和 DM 组件的配置
本教程后文介绍的 2 个 DM 任务的配置

启动单个 tidb-server 实例、每个 MySQL Server 实例（总共 3 个实例）的 DM-worker 进程和一个 DM-master 进程：

tidb-server --log-file=logs/tidb-server.log &
for i in 1 2 3; do dm-worker --config=dm-cnf/dm-worker$i.toml & done
dm-master --config=dm-cnf/dm-master.toml &

执行 jobs 和/或 ps -a，确保这些进程都正在运行：

jobs

[1]   Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
[2]   Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
[3]   Running                 mysqld --defaults-group-suffix="$i" &
[4]   Running                 tidb-server --log-file=logs/tidb-server.log &
[5]   Running                 dm-worker --config=dm-cnf/dm-worker$i.toml &
[6]   Running                 dm-worker --config=dm-cnf/dm-worker$i.toml &
[7]-  Running                 dm-worker --config=dm-cnf/dm-worker$i.toml &
[8]+  Running                 dm-master --config=dm-cnf/dm-master.toml &

ps -a

   PID TTY          TIME CMD
 17317 pts/0    00:00:00 screen
 17672 pts/1    00:00:04 mysqld
 17727 pts/1    00:00:04 mysqld
 17782 pts/1    00:00:04 mysqld
 18586 pts/1    00:00:02 tidb-server
 18587 pts/1    00:00:00 dm-worker
 18588 pts/1    00:00:00 dm-worker
 18589 pts/1    00:00:00 dm-worker
 18590 pts/1    00:00:00 dm-master
 18892 pts/1    00:00:00 ps

每个上游的 MySQL Server 实例对应一个单独的 DM-worker 实例，每个 DM-worker 实例都有各自的配置文件。这些文件内容包括：

连接到上游 MySQL Server 的详细信息
relay log（上游服务器的 binlog）的存储路径
mydumper 的输出

各个 DM-worker 通过不同的端口监听（由 worker-addr 定义）。

以下为 dm-worker1.toml 的示例：

# DM-worker 配置

server-id = 1
source-id = "mysql1"
flavor = "mysql"
worker-addr = ":8262"
log-file = "logs/worker1.log"
relay-dir = "data/relay1"
meta-dir = "data/meta1"

[from]
host = "127.0.0.1"
user = "root"
password = ""
port = 3307

如果从 MySQL Server、Percona Server、Percona XtraDB Cluster、Amazon Aurora 或 RDS 迁移数据，则 flavor 配置项应设为 "mysql"（默认值，支持 5.5 < MySQL 版本 < 8.0）。
如果从 MariaDB Server 或 MariaDB (Galera) Cluster 迁移数据，则设置 flavor = "mariadb"（仅支持 10.1.2 以上 MariaDB 版本）。
从 DM 1.0.2 版本开始，flavor、server-id 项均会由 DM 自动生成，一般情况下不需要手动配置。
from 中的 password 如果不为空，则需要使用 dmctl 进行加密，参见使用 dmctl 加密上游 MySQL 用户密码。

任务在 YAML 文件中定义。以下为一个 dmtask1.yaml 文件示例：

name: dmtask1
task-mode: all
is-sharding: true
enable-heartbeat: true
ignore-checking-items: ["auto_increment_ID"]

target-database:
  host: "127.0.0.1"
  port: 4000
  user: "root"
  password: ""

mysql-instances:
  - source-id: "mysql1"
    server-id: 1
    block-allow-list: "dmtest1"     # 如果 DM 版本 <= v1.0.6 则使用 black-white-list
    loader-config-name: "loader1"
  - source-id: "mysql2"
    server-id: 2
    block-allow-list: "dmtest1"     # 如果 DM 版本 <= v1.0.6 则使用 black-white-list
    loader-config-name: "loader2"
  - source-id: "mysql3"
    server-id: 3
    block-allow-list: "dmtest1"     # 如果 DM 版本 <= v1.0.6 则使用 black-white-list
    loader-config-name: "loader3"

block-allow-list:                   # 如果 DM 版本 <= v1.0.6 则使用 black-white-list
  dmtest1:
    do-dbs: ["dmtest1"]

loaders:
  loader1:
    dir: "data/dump1"
  loader2:
    dir: "data/dump2"
  loader3:
    dir: "data/dump3"

以上文件包含一些全局配置项和几组定义各种行为的配置项。

task-mode: all：DM 导入上游实例的全量备份，并使用上游 MySQL Server 的 binlog 进行增量复制。
- 此外，可将 task-mode 设置为 full 或 incremental 以分别进行全量迁移或增量复制。
is-sharding: true：多个 DM-worker 实例进行同一个任务，这些实例将上游的若干分片合并到一个下游的表中。
ignore-checking-items: ["auto_increment_ID"]：关闭 DM 对上游实例中潜在的自增 ID 冲突的检测。DM 能检测出上游表结构相同、并包含自增列的分片间潜在的列值冲突。通过配置 auto-increment-increment 和 auto-increment-offset 可使每个 MySQL Server 的 ID 都不重叠，从而避免不同表之间冲突的产生。因此，可以让 DM 关闭对自增 ID 冲突的检测。
block-allow-list：将一个任务限制在数据库 dmtest 中。
loaders：定义由各个 DM-worker 实例执行的每个 mydumper 实例的输出地址。
target-database：定义目标数据库的链接信息，其中的 password 如果不为空，则需要使用 dmctl 进行加密，参见使用 dmctl 加密上游 MySQL 用户密码。

dmctl 是控制 DM 集群的命令行工具，用于启动任务、查询任务状态。执行 dmctl -master-addr :8261 获取如下交互提示，从而启动该工具：

dmctl -master-addr :8261

Welcome to dmctl
Release Version: v1.0.0-alpha-69-g5134ad1
Git Commit Hash: 5134ad19fbf6c57da0c7af548f5ca2a890bddbe4
Git Branch: master
UTC Build Time: 2019-04-29 09:36:42
Go Version: go version go1.12 linux/amd64

»

执行 start-task dm-cnf/dmtask1.yaml 启动 dmtask1：

start-task dm-cnf/dmtask1.yaml

{
    "result": true,
    "msg": "",
    "workers": [
        {
            "result": true,
            "worker": "127.0.0.1:8262",
            "msg": ""
        },
        {
            "result": true,
            "worker": "127.0.0.1:8263",
            "msg": ""
        },
        {
            "result": true,
            "worker": "127.0.0.1:8264",
            "msg": ""
        }
    ]
}

启动该任务意味着启动任务配置文件中定义的行为，包括执行 mydumper 和 loader 实例，加载初次 dump 的数据后，将 DM-worker 作为迁移任务的 slave 连接到上游的 MySQL Server。

所有的行数据都被迁移到 TiDB Server：

mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root -e 'select * from t1' dmtest1 | tail

输出结果：

...
1843    4888241374e8c62ddd9b4c3cfd091f96        3309
1846    f45a1078feb35de77d26b3f7a52ef502        3307
1847    82cadb0649a3af4968404c9f6031b233        3308
1848    7385db9a3f11415bc0e9e2625fae3734        3309
1851    ff1418e8cc993fe8abcfe3ce2003e5c5        3307
1852    eb1e78328c46506b46a4ac4a1e378b91        3308
1853    7503cfacd12053d309b6bed5c89de212        3309
1856    3c947bc2f7ff007b86a9428b74654de5        3307
1857    a3545bd79d31f9a72d3a78690adf73fc        3308
1858    d7fd118e6f226a71b5f1ffe10efd0a78        3309

现在 DM 正作为每个 MySQL Server 的 slave，读取 MySQL Server 的 binlog，将更新的数据实时迁移到下游的 TiDB Server：

for i in 1 2 3
do
     mysql -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root -e 'select host, command, state from information_schema.processlist where command="Binlog Dump"'
done

输出结果：

+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| host            | command     | state                                                         |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| localhost:42168 | Binlog Dump | Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| host            | command     | state                                                         |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| localhost:42922 | Binlog Dump | Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| host            | command     | state                                                         |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+
| localhost:56798 | Binlog Dump | Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates |
+-----------------+-------------+---------------------------------------------------------------+

向上游 MySQL Server 插入几行数据，更新 MySQL 中的这些行，并再次查询这些行：

for i in 1 2 3; do
    mysql -N -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root -e 'insert into t1 (id) select null from t1' dmtest1
done
mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root -e 'select * from t1' dmtest1 | tail

输出结果：

6313    NULL    NULL
6316    NULL    NULL
6317    NULL    NULL
6318    NULL    NULL
6321    NULL    NULL
6322    NULL    NULL
6323    NULL    NULL
6326    NULL    NULL
6327    NULL    NULL
6328    NULL    NULL

更新这些行，则可见更新的数据已迁移到 TiDB 中：

for i in 1 2 3; do
    mysql -N -h 127.0.0.1 -P "$((3306+i))" -u root -e 'update t1 set c=md5(id), port=@@port' dmtest1
done | sort -n
mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root -e 'select * from t1' dmtest1 | tail

输出结果：

6313    2118d8a1b7004ed5baf5347a4f99f502        3309
6316    6107d91fc9a0b04bc044aa7d8c1443bd        3307
6317    0e9b734aa25ca8096cb7b56dc0dd8929        3308
6318    b0eb9a95e8b085e4025eae2f0d76a6a6        3309
6321    7cb36e23529e4de4c41460940cc85e6e        3307
6322    fe1f9c70bdf347497e1a01b6c486bdb9        3308
6323    14eac0d254a6ccaf9b67584c7830a5c0        3309
6326    17b65afe58c49edc1bdd812c554ee3bb        3307
6327    c54bc2ded4480856dc9f39bdcf35a3e7        3308
6328    b294504229c668e750dfcc4ea9617f0a        3309

只要 DM-master 和 DM-worker 运行 dmtest1 任务，下游的 TiDB Server 将持续和上游的 MySQL Server 实例保持迁移的状态。

结论

本教程完成了上游 3 个 MySQL Server 实例的分片迁移，介绍了分片迁移中，DM 如何在集群中导入初始数据，以及如何读取 MySQL 的 binlog 来复制增量数据，从而使下游 TiDB 集群与上游实例保持迁移。

关于 DM 的更多详情，请参考 Data Migration 简介，或加入 TiDB Community Slack channel 参与讨论。