Ⅰ、背景

優化sql的過程中發現表上少一個索引,直接加一個？會不會hang住？不加？sql又跑不好,由此引出一個問題——ddl操作怎么做？

Ⅱ、閑扯三兩句

5.6版本之前的MySQL創建索引不支持online,會對表加一個讀鎖(S lock),只能select,insert會阻塞,5.6開始,MySQL原生支持了在線索引添加,在添加索引過程中,應用程序對表依然可讀可寫

online ddl的這段時間內,對表做的操作會先記錄到alter table的日志里,這個日志是內存的,如果內存大小太小記不下來就會報錯

show variables like 'innodb%max%';

innodb_online_alter_log_max_size | 134217728

如果線上更新操作比較多,調大這個值 set global innodb_online_alter_log_max_size = 128M,這是個全局變量,在my.cnf中也配上

Ⅲ、老式DDL

3.1 鎖模式與算法解析

1、兩個參數：lock和algorithm

鎖模式：

模式含義

default

根據事務最大并發判斷用什么模式

none

不加任何鎖,不阻塞

shared

共享模式,和5.1的fast index creation一樣,可讀,但不支持dml

exclusive

排他模式,任何操作都不支持

算法：

算法含義

default

根據old_alter_table決定用哪個算法,off為用新算法,即inplace

inplace

共享鎖,只支持增加和刪除索引兩種操作

copy

需要拷貝數據,效率低

不管用什么模式,online ddl開始之前都會有一個短時間的排他鎖,結束之前也一樣,所以說,操作之前需要確保沒有大事務執行,否則會出現嚴重阻塞

2、兩種算法添加索引步驟對比(5.5版本)

-copyinplace

1

新建帶索引的臨時表

創建索引數據字典(只能是二級索引,如果是主鍵指定inplace也會轉為copy)

2

鎖原表,禁止DML,允許查詢

加共享鎖,禁止DML,允許查詢

3

將原表數據拷貝到臨時表

讀取聚簇索引,構造新的索引項,排序并插入新索引

4

升級shared鎖為exclusive,禁止讀寫,做rename(修改數據字典,很快)

等待打開當前表的所有只讀事務提交

5

完成創建索引操作

創建索引結束

3、語法:

alter table tb_name ...

lock = xxx,algorithm = xxx

注意：多個ddl操作建議放到一條語句種執行,效率比分開執行高

tips:

以上分析是針對5.5及之前的情況,即那時候只有增加、刪除索引不需要拷貝原表,但也不能操作DML

Ⅳ、現代online ddl的分類與實現細節

4.1 分類

online ddl包含copy和inplace兩種

修改列類型和刪除主鍵用copy

inplace又分為rebuild和no-rebuild兩種

rebuild需要重建表,修改記錄格式,添加、刪除列、修改默認值都用rebuild

no-rebuild只需要修改元數據,添加、刪除索引、修改列名則用no-rebuild

rebuild方式比no-rebuild方式實質多了一個ddl執行階段

4.2 實現細節(三階段)

先檢測一些命名、長度等限制

-prepareddlcommit

1

server層創建臨時frm

降級exclusive-mdl鎖,允許讀寫(copy不可寫)

升級exclusive-mdl鎖,禁止讀寫

2

持有exclusive-mdl鎖,禁止讀寫

掃描原表的聚簇索引每條記錄

應用最后row_log種產生的日志

3

根據alter類型,確定執行方式(copy,inplace-rebuild,inplace-norebuild)

遍歷新表的聚簇索引和二級索引

更新innodb的數據字典

4

更新數據字典的內存對象

根據記錄構造對應的索引項

提交事務(刷新事務的redo日志)

5

分配row_log對象記錄增量

將索引項插入sort_buffer塊

修改統計信息

6

innodb層生成臨時ibd文件(rebuild情況下)

將sort_buffer塊插入新的索引

rename臨時idb、frm文件

7

數據字典上提交事務、釋放鎖

處理ddl執行過程種產生的增量(rebuild情況下)

變更完成

4.3 注意三個參數

參數-

old_alter_table

默認off即用inplace模式

tmpdir

創建索引時排序的內存不夠則在此目錄做

innodb_online_alter_log_max_size

存row_log

tips:

②online ddl中inplace是優選項,ALGORITHM=COPY定會拷貝表,只讀,但ALGORITHM=INPLACE也可能拷貝表,但可以并發DML(因為有row_log)

③5.6依然不支持online的ddl操作：修改列的數據類型,刪除主鍵,變更表字符集

④inplace對dml的支持比較好,但消耗卻比copy大

online ddl關鍵點小結

①數據完整性--->row_log

②online和數據一致性--->propare和commit時短暫mdl,幾乎全程online

③server和innodb一致--->prepare時server生成frm,innodb生成臨時ibd,ddl時原表拷貝到ibd,row_log應用到ibd,commit時innodb修改數據字典,提交,最后innodb和server重命名ibd和rfm

Ⅴ、pt-osc

5.1 為什么要用pt-osc

問題：

在線索引添加存在的一個問題——主從延時(MySQL邏輯復制,oracle物理復制不存在這個問題)

原因：

alter table是執行完之后才告訴從機要執行(事務),從庫再順序執行。

如果是copy的那種online ddl,執行到這個ddl,其他并行的dml語句則要等待這個ddl執行完畢后才能繼續(看上文原理),如下圖：

主從延遲的產生：

+------------------------+

| master | o_ddl_5min

+------------------------+

| |

|log| 同步的是二進制日志,要等事務執行完之后才提交過去,和物理日志不同

| |

+------------------------+

| slave | o_ddl_5min

+------------------------+

因此,即使5.7現在對越來越多的ddl操作讀寫不阻塞了,真正在線上也很少用alter table這種方式去執行ddl操作

目前我們常用的一個工具是pt-osc

這個工具做在線ddl,主從延遲非常小,它不是直接操作的,是通過觸發器的機制來慢慢做,還有專門控制延遲的參數

5.2 安裝與操作演示

yum install -y perl-ExtUtils-CBuilder perl-ExtUtils-MakeMaker perl-Time-HiRes perl-DBI perl-DBD-MySQL

cd /usr/local/src

wget https://www.percona.com/downloads/percona-toolkit/3.0.4/binary/tarball/percona-toolkit-3.0.4_x86_64.tar.gz

tar zxvf percona-toolkit-3.0.4_x86_64.tar.gz

cd percona-toolkit-3.0.4

perl Makefile.PL

make

make install

pt-online-schema-change --alter "convert to character set utf8b4" D=test,t=a

顯示操作步驟,真正執行要加 --excute

pt-online-schema-change --alter "alter table add index index_a (a)" D=test,t=a --excute

整個過程拆成很多小的步驟,一個一個傳到從上去,所以延遲比較小,缺點是時間長

tips:

percona toolkit中最有用的就是pt-online-schema-change,其他工具官方工具包utlities里面都有了,盡量用官方的,另外官方也在做osc了

5.3 原理淺析

方案：

步驟操作

step1

sysbench導入測試數據到test庫sbtest1中

step2

開啟general_log,并輸出到mysql.general_log表

step3

osc給sbtest1表的c字段加一個索引(可以把execute換做--dry-run)

step4

分析glog

step1：略

step2：

(root@localhost) [(none)]> truncate mysql.general_log;

Query OK, 0 rows affected (1.65 sec)

(root@localhost) [(none)]> set global general_log = 1;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

(root@localhost) [(none)]> set global log_output = 'table';

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

step 3：

pt-online-schema-change --alter "add index index_c (c)" --socket=/tmp/mysql.sock --user=root --password=123 D=test,t=sbtest1 --execute

No slaves found. See --recursion-method if host VM_221_162_centos has slaves.

Not checking slave lag because no slaves were found and --check-slave-lag was not specified.

Operation, tries, wait:

analyze_table, 10, 1

copy_rows, 10, 0.25

create_triggers, 10, 1

drop_triggers, 10, 1

swap_tables, 10, 1

update_foreign_keys, 10, 1

Altering `test`.`sbtest1`...

Creating new table...

Created new table test._sbtest1_new OK.

Altering new table...

Altered `test`.`_sbtest1_new` OK.

2017-11-30T18:28:19 Creating triggers...

2017-11-30T18:28:19 Created triggers OK.

2017-11-30T18:28:19 Copying approximately 493200 rows...

2017-11-30T18:28:41 Copied rows OK.

2017-11-30T18:28:41 Analyzing new table...

2017-11-30T18:28:41 Swapping tables...

2017-11-30T18:28:41 Swapped original and new tables OK.

2017-11-30T18:28:41 Dropping old table...

2017-11-30T18:28:41 Dropped old table `test`.`_sbtest1_old` OK.

2017-11-30T18:28:41 Dropping triggers...

2017-11-30T18:28:41 Dropped triggers OK.

Successfully altered `test`.`sbtest1`.

上面已經可以看出個大概過程了

step 4：

這一步詳細分5塊分析如下：

(root@localhost) [(none)]> set global log_output = 'file';

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

(root@localhost) [(none)]> set global general_log = 0;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

(root@localhost) [mysql]> select argument from mysql.general_log;

root@localhost on test using Socket

set autocommit=1

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb\_lock_wait_timeout'

SET SESSION innodb_lock_wait_timeout=1

SHOW VARIABLES LIKE 'lock\_wait_timeout'

SET SESSION lock_wait_timeout=60

SHOW VARIABLES LIKE 'wait\_timeout'

SET SESSION wait_timeout=10000

SELECT @@SQL_MODE

SET @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE = 1/*!40101, @@SQL_MODE='NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,ONLY_FULL_GROUP_BY,STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION'*/

SELECT @@server_id /*!50038 , @@hostname*/

說明：

1、設置session級的變量

SET SESSION innodb_lock_wait_timeout=1

SET SESSION lock_wait_timeout=60

SET SESSION wait_timeout=10000

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

SHOW VARIABLES LIKE 'version%'

SHOW ENGINES

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_version'

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_stats_persistent'

SELECT @@SERVER_ID

SHOW GRANTS FOR CURRENT_USER()

SHOW FULL PROCESSLIST

SHOW SLAVE HOSTS

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Threads_running'

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Threads_running'

SELECT CONCAT(@@hostname, @@port)

SHOW TABLES FROM `test` LIKE 'sbtest1'

SELECT VERSION()

SHOW TRIGGERS FROM `test` LIKE 'sbtest1'

/*!40101 SET @OLD_SQL_MODE := @@SQL_MODE, @@SQL_MODE := '', @OLD_QUOTE := @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := 1 */

USE `test`

SHOW CREATE TABLE `test`.`sbtest1`

/*!40101 SET @@SQL_MODE := @OLD_SQL_MODE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := @OLD_QUOTE */

EXPLAIN SELECT * FROM `test`.`sbtest1` WHERE 1=1

SELECT table_schema, table_name FROM information_schema.key_column_usage WHERE referenced_table_schema='test' AND referenced_table_name='sbtest1'

SHOW VARIABLES LIKE 'wsrep_on'

/*!40101 SET @OLD_SQL_MODE := @@SQL_MODE, @@SQL_MODE := '', @OLD_QUOTE := @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := 1 */

說明：

1、查看變量,當前用戶的權限,slave信息,版本信息等

2、檢查sbtest1是否存在觸發器

3、執行計劃

4、檢查sbtest1是否存在外鍵關聯

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

USE `test`

SHOW CREATE TABLE `test`.`sbtest1`

/*!40101 SET @@SQL_MODE := @OLD_SQL_MODE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := @OLD_QUOTE */

CREATE TABLE `test`.`_sbtest1_new` (

`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`k` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',

`c` char(120) NOT NULL DEFAULT '',

`pad` char(60) NOT NULL DEFAULT '',

PRIMARY KEY (`id`),

KEY `k_1` (`k`)

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=500001 DEFAULT CHARSET=latin1

ALTER TABLE `test`.`_sbtest1_new` add index index_c (c)

/*!40101 SET @OLD_SQL_MODE := @@SQL_MODE, @@SQL_MODE := '', @OLD_QUOTE := @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := 1 */

USE `test`

SHOW CREATE TABLE `test`.`_sbtest1_new`

/*!40101 SET @@SQL_MODE := @OLD_SQL_MODE, @@SQL_QUOTE_SHOW_CREATE := @OLD_QUOTE */

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'DELETE' AND ACTION_TIMING = 'AFTER' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'UPDATE' AND ACTION_TIMING = 'AFTER' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'INSERT' AND ACTION_TIMING = 'AFTER' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'DELETE' AND ACTION_TIMING = 'BEFORE' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'UPDATE' AND ACTION_TIMING = 'BEFORE' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

SELECT TRIGGER_SCHEMA, TRIGGER_NAME, DEFINER, ACTION_STATEMENT, SQL_MODE, CHARACTER_SET_CLIENT, COLLATION_CONNECTION, EVENT_MANIPULATION, ACTION_TIMING FROM INFORMATION_SCHEMA.TRIGGERS WHERE EVENT_MANIPULATION = 'INSERT' AND ACTION_TIMING = 'BEFORE' AND TRIGGER_SCHEMA = 'test' AND EVENT_OBJECT_TABLE = 'sbtest1'

CREATE TRIGGER `pt_osc_test_sbtest1_del` AFTER DELETE ON `test`.`sbtest1` FOR EACH ROW DELETE IGNORE FROM `test`.`_sbtest1_new` WHERE `test`.`_sbtest1_new`.`id` <=> OLD.`id`

CREATE TRIGGER `pt_osc_test_sbtest1_upd` AFTER UPDATE ON `test`.`sbtest1` FOR EACH ROW BEGIN DELETE IGNORE FROM `test`.`_sbtest1_new` WHERE !(OLD.`id` <=> NEW.`id`) AND `test`.`_sbtest1_new`.`id` <=> OLD.`id`;REPLACE INTO `test`.`_sbtest1_new` (`id`, `k`, `c`, `pad`) VALUES (NEW.`id`, NEW.`k`, NEW.`c`, NEW.`pad`);END

CREATE TRIGGER `pt_osc_test_sbtest1_ins` AFTER INSERT ON `test`.`sbtest1` FOR EACH ROW REPLACE INTO `test`.`_sbtest1_new` (`id`, `k`, `c`, `pad`) VALUES (NEW.`id`, NEW.`k`, NEW.`c`, NEW.`pad`)

說明：

1、根據原表的表結構結創建一張新表

2、對新表上的c字段加索引,這里依然用的是alter

3、檢查原表上觸發器情況,5.6開始同一張表上不能存在同一個動作的觸發器

4、針對新表創建三個觸發器,DELETE,UPDATE和INSERT(重點看下三個觸發器內容)

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

EXPLAIN SELECT * FROM `test`.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mysql online ddl和pt_online ddl与pt-osc详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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