### Python 实现文件的全备份和差异备份详解
在数据管理与维护中，备份是非常重要的一个环节。本文将详细介绍如何使用Python实现文件的全备份和差异备份，并通过具体实例进行说明。
#### 一、备份的基本概念
在进行备份之前，我们需要了解几个基本的概念：
1. **全备份**：指备份系统中的所有文件。这种方式简单直接，但每次备份的数据量较大。
2. **差异备份**：仅备份自上次全备份以来发生更改的文件。这种方式能够减少备份的时间和空间需求。
3. **增量备份**：仅备份自上次备份（无论是全备份还是增量备份）以来发生更改的文件。这种方式可以进一步节省存储空间，但恢复过程可能更复杂。
#### 二、备份方案的选择
选择合适的备份策略取决于几个因素，包括但不限于：
- 数据的重要性
- 存储空间的限制
- 恢复时间的需求
#### 三、Python实现备份的具体方法
本文将介绍一种基于文件的修改时间和创建时间来进行备份的方法，而不是使用MD5值，原因如下：
- MD5值对于软链接文件可能不准确。
- MD5值无法反映空目录的变化。
- 权限更改无法通过MD5值检测。
#### 四、备份代码实现
下面是一段使用Python实现全备份和差异备份的示例代码：
```python
#!/usr/bin/env python
import time, os, sys, cPickle
# 日志记录函数
def logger(time, fileName, status, fileNum):
f = open('backup.log', 'a')
f.write("%s\t%s\t%s\t\t%s\n" % (time, fileName, status, fileNum))
# 执行备份命令
def tar(sDir, dDir, fileNum):
command = "tar zcf %s%s >/dev/null 2>&1" % (dDir + ".tar.gz", sDir)
if os.system(command) == 0:
logger(time.strftime('%F %X'), dDir + ".tar.gz", 'success', fileNum)
else:
logger(time.strftime('%F %X'), dDir + ".tar.gz", 'failed', fileNum)
# 全备份函数
def fullBak(path):
fileInfo = {}
fileNum = 0
for root, dirs, files in os.walk(path):
for name in files:
file = os.path.join(root, name)
mtime = os.path.getmtime(file)
ctime = os.path.getctime(file)
fileInfo[file] = (mtime, ctime)
fileNum += 1
with open('pickle_file', 'w') as f:
cPickle.dump(fileInfo, f)
tar(path, path, fileNum)
# 差异备份函数
def diffBak(path):
fileInfo = {}
for root, dirs, files in os.walk(path):
for name in files:
file = os.path.join(root, name)
mtime = os.path.getmtime(file)
ctime = os.path.getctime(file)
fileInfo[file] = (mtime, ctime)
# 如果没有pickle文件，则创建一个
if not os.path.isfile('pickle_file'):
with open('pickle_file', 'w') as f:
f.close()
# 如果pickle文件为空，则将当前文件信息保存
if os.stat('pickle_file').st_size == 0:
with open('pickle_file', 'w') as f:
cPickle.dump(fileInfo, f)
fileNum = len(fileInfo.keys())
tar(path, path, fileNum)
else:
with open('pickle_file', 'r') as f:
old_fileInfo = cPickle.load(f)
difference = dict(set(fileInfo.items()) ^ set(old_fileInfo.items()))
fileNum = len(difference)
print(fileNum)
# 对差异文件进行备份
difference_files = list(difference.keys())
tar(difference_files, path, fileNum)
# 更新pickle文件
with open('pickle_file', 'w') as f:
cPickle.dump(fileInfo, f)
# 使用示例
if __name__ == '__main__':
if len(sys.argv) != 5:
print('Usage: python file_backup.py pickle_file model source_dir filename_bk')
print('model: 1 - Full backup, 2 - Differential backup')
sys.exit()
pickle_file = sys.argv[1]
model = int(sys.argv[2])
source_dir = sys.argv[3]
if model == 1:
fullBak(source_dir)
elif model == 2:
diffBak(source_dir)
```
#### 五、代码解释
- **日志记录**：`logger` 函数用于记录备份的日志信息，包括时间、文件名、状态和文件数量。
- **备份执行**：`tar` 函数用于执行实际的备份命令。
- **全备份**：`fullBak` 函数遍历指定路径下的所有文件，并记录每个文件的修改时间和创建时间到 `fileInfo` 字典中。然后，该字典被序列化并保存到磁盘上。
- **差异备份**：`diffBak` 函数首先读取先前的 `fileInfo` 字典，然后计算当前文件列表与旧列表之间的差异。只有发生变化的文件才会被备份。
- **命令行参数**：程序接受四个命令行参数：pickle文件名、备份模式（1表示全备份，2表示差异备份）、源目录以及备份文件名。
#### 六、总结
本文详细介绍了如何使用Python实现文件的全备份和差异备份，并提供了一个具体的代码示例。通过这种方法，不仅可以有效减少备份所需的存储空间，还能够提高备份效率。在实际应用中，可以根据具体需求调整备份策略，以达到最佳的效果。
