MySQL Online DDL 方案剖析

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MySQL Online DDL 方案剖析

兰春 2018-11-23 20:58:32 浏览940
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一、常见的几种方案

  • 1.1 MySQL源生的IN-PLACE ONLINE DDL

5.5,5.6 开始支持
5.7 支持的更好,有更多ddl操作支持online
8.0 支持快速加列功能
  • 1.2 第三方工具
1. pt-online-schema-change
2. gh-ost
  • 1.3 slave 先ddl,后切换主从

二、方案剖析

2.1 MySQL源生的IN-PLACE ONLINE DDL

  • 原理
原理比较复杂,不一一解读。但是中间有几个重要的过程:
1. 加一会排它锁,开启战场,并释放排它锁
2. 记录ddl期间产生的增量dml(大小由innodb_online_alter_log_max_size控制)
3. 应用这些增量dml
4. 再加一会排它锁,清理战场,释放排它锁

这里关心的问题:
1. 如果再ddl期间,innodb_online_alter_log_max_size的大小被占满,会有怎样的后果?
2. 如果DDL期间,被强行终止了,会有怎么样的后果?
  • 优点
1. 官方出品,原生态,品质有保障
  • 缺点
1. 有所等待风险
2. innodb_online_alter_log_max_size 是有限制的
3. 有可能造成主从延迟
4. 不是所有的ddl都是online的,对ddl类型有要求
  • 哪些DDL可以online (基于5.7的官方文档)

8.0 可以支持快速加列

类型 操作 是否需要copy数据,重新rebuild表 是否允许并发DML 是否只修改元数据 备注
索引相关 创建、添加二级索引 NO YES NO -
索引相关 删除索引 NO YES YES -
索引相关 重命名索引 NO YES YES -
索引相关 添加FULLTEXT索引 NO* NO NO -
索引相关 添加SPATIAL索引 NO NO NO -
索引相关 改变索引类型(USING {BTREE or HASH}) NO YES YES -
主键相关 添加主键 YES* YES NO -
主键相关 删除主键 YES NO NO -
主键相关 删除主键并且又添加主键 YES YES NO -
列操作相关 添加列 YES YES* NO -
列操作相关 删除列 YES YES NO -
列操作相关 重命名列 NO YES* YES -
列操作相关 重新排列列(use FIRST or AFTER) YES YES NO -
列操作相关 设置列的默认值 NO YES YES -
列操作相关 修改列的数据类型 YES NO NO -
列操作相关 扩展varchar列的长度 NO YES YES 0~255 , 256 ~ 256+ 这两个区间可以in-place
列操作相关 删除列的默认值 NO YES YES -
列操作相关 修改auto-increcement的值 NO YES NO* -
列操作相关 使某列修改成NULL YES* YES NO -
列操作相关 使某列修改成NOT NULL YES* YES NO -
列操作相关 修改列定义为ENUM、SET NO YES YES -
表相关操作 optimizing table YES YES NO -
表相关操作 Rebuilding with the FORCE option YES YES NO -
表相关操作 Renaming a table NO YES YES -

三、第三方工具

3.0 第三方工具大致原理

  1. 先创建一个临时表 old_table_tmp
  2. 给临时表变更结构 alter old_table_tmp ...
  3. 然后呢就是关键了: 将增量数据 和 原表的数据 都拷贝到 临时表
  4. 当原表数据拷贝完毕后,对原表加锁,进行切换
  5. 打扫战场,结束

好了,这里pt-online-shema-change 是通过触发器的方式,来同步增量数据的 , gh-ost 是通过模拟slave,监听binlog并应用binlog来完成增量数据同步的,这里是主要区别。

所以,不管哪种方式,这里需要解决一个时序的问题(因为rowcopy和row_apply是并行的,不知道哪个先哪个后),我们暂且认为 拷贝原表数据叫: rowcopy , 拷贝增量数据并应用为 row_apply

由于rowcopy从时序上来说,都是老数据,所以它的优先级是最低的,所以将rowcopy的动作转换为inset ignore,意味着,row apply是可以覆盖rowcopy数据的,这样理解没问题吧

好了,上面的问题解决了,其他的基本就不是问题了

3.1 pt-online-shema-change

  • 优点
1. percona 出品,必属金品

2. 经过多年的生产环境验证,质量可靠

3. 支持并发DML操作
  • 缺点
1. 原表不能有触发器
3. 由于触发器的原因,对master的性能消耗比较大
4. 处理外键有一定的风险,需要特殊处理
5. 原表中至少要有主键或者唯一键
    检查是否具有主键或者唯一索引,如果都没有,这一步会报错
    提示The new table `xx`.`_xx_new` does not have a PRIMARY KEY or a unique index which is required for the DELETE trigger.

6. ddl不能有添加唯一索引的操作
    如果对表增加唯一索引的话,会存在丢数据的风险。
    具体原因是因为pt-osc在copy已有的数据时会使用insert ignore将老表中的数据插入到新表中,因为新表已经增加了unique index,所以重复的数据会被ignore掉
    --check-unique-key-change 可以避免  , 默认yes
  • 原理
1. 创建一张新表
2. alter新表
3. 原表创建insert,update,delete三种触发器
4. 原表开始拷贝数据到新表,且触发器也开始映射到新表
5. 处理外键(如果没有忽略)
6. 重命名新表和原表
7. 清理战场


重要:

insert触发器 =SQL转换=> replace into

update触发器
    =SQL转换=> delete ignore + replace into (大于3.0.2版本)
    =SQL转换=> replace into(低于3.0.2版本,所以这个版本会有问题,如果这时候对老的主键修改,那么修改之前的值不会去掉,从而多了一些异常数据)
delete触发器 =SQL转换=> delete ignore

copy rows    =SQL转换=> insert ignore into


  • 最佳实践
1. innodb_autoinc_lock_mode 设置成 2 , 否则会经常死锁,autoinc锁
2. 如果中途ddl失败,需要先删除触发器,再删除新的临时表

3.2 gh-ost

  • 优点
1. 无触发器设计
2. out-over方案设计
3. 对主机性能级别无影响
4. 可以暂停

  • 缺点
1. 原表不能有外键
2. 原表不能有触发器
3. 强制要求binlog为row格式
4. 原表不能有字母大小不同的同名表
5. 当并发写入多的时候,在应用binlog阶段由于是单线程,所以会非常慢,影响ddl性能和进度
  • 原理
原理基本都一样,这里主要的区别就是row apply这里,pt-osc是触发器,这里是监听master binlog并应用日志,其余的差别不大,这里不再赘述

四、 slave 先ddl,后切换主从

如果其余方式都不行,只能祭出大招slave先ddl,然后主从切换了

  • 优点
1. slave操作,不影响master
  • 缺点
1. 需要主从切换,主从切换越平滑,此方案就越好
2. 有几点需要考虑和处理下:
    2.1 add column after|before , 这样的操作slave先做是否有影响
    2.2 slave先新增字段,可能会导致主从同步停掉,需要设置某些参数

五、 ONLINE DDL 最佳方案选型

    1. 如果是创建索引、修改默认值这样的,online ddl 快速且无影响的操作,尽量优先选择online ddl
    1. 如果当前服务器写入量不高,负载不高,且原表没有触发器,没有外键,且此表有主键,尽量优先选择pt-online-schema-change
    1. 其余情况,选择主从切换

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