发布于 由admin

使用 `pt-online-schema-change` 安全地进行大表结构变更

朋友，你还在对着大表瑟瑟发抖吗？ pt-online-schema-change 拯救你的发际线！

各位亲爱的码农、DBA、SRE们，晚上好！我是你们的老朋友，也是一个经常被线上事故折磨得死去活来的数据架构师。今天，咱们不聊源码，不谈高深理论，就来聊聊一个咱们每天都可能遇到，但又让人挠头的问题：大表结构变更！

想象一下这个画面：你正在开发一个新功能，功能很棒，老板很满意，上线在即，一切看起来都那么美好。然而，就在你准备部署的时候，DBA 突然跟你说：“兄弟，你改的那个表太大了，几亿行数据呢，直接 ALTER TABLE 肯定会锁表，影响线上服务的！” 你的表情瞬间凝固，是不是像吞了一只苍蝇一样难受？ 🤮

别慌，今天我就是要来拯救你的发际线，给大家带来一个神器：pt-online-schema-change (简称 pt-osc)。它就像一位身经百战的老司机，能安全、高效地帮你完成在线大表结构变更，让你不再担心锁表问题，可以安心地摸鱼…啊不，是安心地开发新功能！ 😎

一、 什么是 pt-online-schema-change？

pt-osc 是 Percona Toolkit 中的一个明星工具，专门用来进行 MySQL 在线表结构变更。它就像一个熟练的外科医生，通过一系列精妙的操作，在不影响线上服务的情况下，完成表结构的修改。

简单来说，pt-osc 的工作原理可以概括为以下几步：

  1. 创建影子表： 它会创建一个跟原表结构一样的空表，但是使用了你想要的新的表结构。这个影子表就像是原表的克隆体，但是拥有了你梦想的新面貌。
  2. 创建触发器： 为了保证数据的一致性，它会在原表上创建触发器，监控原表上的 INSERT、UPDATE、DELETE 操作。 这些触发器就像忠实的哨兵，记录着原表上发生的任何变化。
  3. 复制数据： 将原表的数据分批复制到影子表中。这个过程就像搬家一样，一点一点地把东西搬到新家。
  4. 切换表名： 数据复制完成后，它会把原表的名字改成一个临时表名，然后把影子表的名字改成原表的名字。 这个过程就像魔术一样，瞬间完成表的切换。
  5. 清理工作： 最后，它会删除旧表和触发器，完成整个迁移过程。 就像打扫战场一样，把所有痕迹都清理干净。

用一个更形象的比喻：

你可以把原表想象成一间正在营业的餐厅，你想要重新装修一下。如果直接关门装修，肯定会影响生意。 pt-osc 的做法是：

  • 先在旁边搭一个临时餐厅（影子表），装修成你想要的样子。
  • 安排服务员（触发器）记录下老餐厅的客人点了什么菜，做了哪些变更。
  • 把老餐厅的客人分批引导到新餐厅（复制数据）。
  • 等所有客人都转移到新餐厅后，把新餐厅的名字改成老餐厅的名字（切换表名）。
  • 最后，拆掉老餐厅，清理现场（清理工作）。

这样，整个装修过程都不会影响餐厅的正常营业，是不是很巧妙？ 🤩

二、 pt-online-schema-change 的优势

相比于直接使用 ALTER TABLE，pt-osc 有以下几个显著的优势：

  • 在线操作，不锁表： 这是它最大的优势，也是我们选择它的最主要原因。它可以在不影响线上服务的情况下完成表结构变更，避免了因锁表导致的性能问题。
  • 支持多种表结构变更： 它可以添加、删除、修改列，添加索引，修改数据类型等等，几乎可以满足你所有的表结构变更需求。
  • 可控性强： 你可以通过参数控制数据复制的速度，避免对数据库造成过大的压力。
  • 支持暂停和恢复： 如果在迁移过程中出现问题，你可以暂停迁移，修复问题后再恢复迁移。
  • 自动清理： 迁移完成后，它会自动删除旧表和触发器，无需手动操作。
  • 监控功能： 它会实时输出迁移的进度和状态，方便你监控迁移过程。

一句话总结：pt-osc 就是一个安全、高效、可控的在线表结构变更神器！

三、 pt-online-schema-change 的安装和使用

1. 安装:

首先，你需要安装 Percona Toolkit。不同的操作系统安装方式略有不同，这里以 Ubuntu 为例：

sudo apt-get update
sudo apt-get install percona-toolkit

其他操作系统的安装方式请参考 Percona Toolkit 的官方文档：https://www.percona.com/doc/percona-toolkit/index.html

2. 使用:

pt-osc 的使用方式非常简单，只需要一条命令即可：

pt-online-schema-change --alter "你的 ALTER TABLE 语句" --host=你的数据库主机 --user=你的数据库用户 --password=你的数据库密码 --database=你的数据库名 --table=你的表名 --execute

参数解释：

参数 含义
--alter 你要执行的 ALTER TABLE 语句。例如：--alter "ADD COLUMN new_column VARCHAR(255) DEFAULT NULL"
--host 你的数据库主机地址。
--user 你的数据库用户名。
--password 你的数据库密码。
--database 你的数据库名。
--table 你的表名。
--execute 告诉 pt-osc 执行迁移操作。如果不加这个参数，pt-osc 只会输出一些信息，而不会真正执行迁移。
--chunk-time 控制每个chunk的时间，默认是0.5秒。可以根据服务器的负载情况进行调整，例如：--chunk-time=0.1。 这个参数就像调节水龙头一样，控制数据复制的速度。
--max-load 当服务器的负载超过这个值时，pt-osc 会暂停迁移。例如：--max-load=Threads_running=50。 这个参数就像一个安全阀，当服务器压力过大时，会自动停止迁移。
--critical-load 当服务器的负载超过这个值时，pt-osc 会终止迁移。例如：--critical-load=Threads_running=100。 这个参数就像一个紧急制动器，当服务器压力达到极限时，会立即停止迁移。
--no-check-replication-filters 禁用检查复制过滤器，如果你的环境没有使用复制过滤器，可以加上这个参数。
--dry-run 模拟执行迁移操作，不会真正修改表结构。你可以使用这个参数来测试你的 ALTER TABLE 语句是否正确。
--alter-foreign-keys-method 处理外键约束的方法，默认是 auto，pt-osc 会自动选择合适的方法。你可以根据实际情况选择其他方法，例如：drop_swap、rebuild_constraints。
--recursion-method 指定查找slave的方式, 默认auto。 如果auto找不到slave，可以使用processlist。

一个简单的例子：

假设你要在 users 表中添加一个 email 字段，数据类型为 VARCHAR(255)，你可以这样执行：

pt-online-schema-change --alter "ADD COLUMN email VARCHAR(255) DEFAULT NULL" --host=192.168.1.100 --user=root --password=password --database=mydb --table=users --execute

温馨提示：

  • 在执行 pt-osc 之前，一定要先备份你的数据！ 这是一个金科玉律，无论做什么操作，备份都是第一位的！ 💾
  • 在生产环境执行 pt-osc 之前，一定要先在测试环境进行充分的测试！ 确保你的 ALTER TABLE 语句没有问题，并且 pt-osc 的参数配置合理。
  • 在执行 pt-osc 期间，要密切关注数据库的负载情况，避免对线上服务造成影响。
  • 如果你的表有外键约束，需要注意 --alter-foreign-keys-method 参数的配置，避免出现问题。

四、 常见问题及解决方案

在使用 pt-osc 的过程中，你可能会遇到一些问题，下面列举了一些常见问题及解决方案：

1. 迁移速度太慢：

  • 原因： 可能的原因有很多，例如数据库服务器负载过高、网络延迟过大、--chunk-time 参数设置过小等等。
  • 解决方案：
    • 降低数据库服务器的负载。
    • 检查网络连接是否正常。
    • 适当增大 --chunk-time 参数的值。
    • 如果你的表有索引，可以尝试优化索引，加快数据复制的速度。

2. 迁移过程中出现错误：

  • 原因： 可能的原因有很多，例如 ALTER TABLE 语句错误、数据库权限不足、触发器创建失败等等。
  • 解决方案：
    • 检查 ALTER TABLE 语句是否正确。
    • 检查数据库用户是否有足够的权限。
    • 检查触发器是否创建成功。
    • 查看 pt-osc 的日志文件，了解详细的错误信息。

3. 迁移完成后，数据不一致：

  • 原因： 可能是因为在迁移过程中，原表上的数据发生了变化，而触发器没有正确捕获这些变化。
  • 解决方案：
    • 检查触发器是否正常工作。
    • 在迁移过程中，尽量减少对原表的修改操作。
    • 如果数据不一致，可以使用 pt-table-sync 工具进行数据同步。

4. Foreign Key 问题:

  • 问题: 在有外键约束的表上执行 pt-osc 可能遇到问题，因为 pt-osc 需要处理外键约束。
  • 解决方案: 使用 --alter-foreign-keys-method 参数来指定处理外键约束的方法。 常用的方法包括：
    • auto: pt-osc 自动选择合适的方法。
    • drop_swap: 删除外键，切换表，重建外键。
    • rebuild_constraints: 重建外键约束。

5. recursion-method 问题:

  • 问题: pt-osc 需要找到所有的 slave 服务器，才能在这些服务器上创建触发器。 如果 pt-osc 找不到 slave 服务器，就会报错。
  • 解决方案: 使用 --recursion-method 参数来指定查找 slave 服务器的方式。 常用的方法包括：
    • auto: pt-osc 自动选择合适的方法。
    • processlist: 通过 show processlist 命令来查找 slave 服务器。

五、 高级技巧： 优化 pt-online-schema-change 的性能

想要把 pt-osc 用到极致，还需要掌握一些高级技巧，进一步优化它的性能：

  • 调整 --chunk-size 和 --chunk-time 参数： 这两个参数控制数据复制的速度，--chunk-size 指定每次复制的数据量，--chunk-time 指定每次复制的时间间隔。 你需要根据数据库服务器的负载情况，找到一个合适的平衡点，既能保证迁移速度，又能避免对数据库造成过大的压力。
  • 使用 --max-lag 参数： 这个参数指定允许的最大复制延迟，如果复制延迟超过这个值，pt-osc 会暂停迁移。 这样可以保证在主从同步延迟过大的情况下，不会影响线上服务的读取性能。
  • 使用 --low-priority-insert 参数： 这个参数告诉 MySQL，在复制数据的时候，使用低优先级的 INSERT 语句。 这样可以避免 INSERT 语句阻塞其他查询操作。
  • 优化索引： 在执行 pt-osc 之前，可以对原表进行索引优化，加快数据复制的速度。
  • 分批执行： 如果你的表非常大，可以考虑分批执行 pt-osc，每次只修改一部分数据。 这样可以降低每次迁移的风险，并且可以更好地控制迁移过程。

六、 总结

pt-online-schema-change 是一个非常强大的工具，可以帮助我们安全、高效地进行在线大表结构变更。 掌握 pt-osc 的使用方法，可以让你在面对大表结构变更时不再感到焦虑，可以更加自信地完成数据库维护工作。

希望今天的分享对你有所帮助，如果你还有其他问题，欢迎在评论区留言，我会尽力解答。 最后，祝大家工作顺利，远离线上事故，早日实现财富自由！ 💰

记住，pt-osc 在手，天下我有！ 😉

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注