各位好，今天咱们来聊聊MySQL里的一个挺牛的技术，叫“即时DDL”，也就是Instant DDL。 啥是Instant DDL？说白了，就是能让你在不停机的情况下，嗖的一下改表结构。听着是不是像变魔术？别急，咱们慢慢揭开它的神秘面纱。
一、为啥需要Instant DDL？
在没有Instant DDL之前，改表结构，尤其是那些涉及到大表的改动，那简直就是噩梦。
- 耗时长： 修改表结构需要重建表，数据量越大，耗时越长，动不动就几个小时甚至几天。
- 锁表： 修改过程中，表会被锁定，导致业务无法正常读写，直接影响用户体验。
想想看，凌晨两点偷偷摸摸改个表，还得祈祷别出啥幺蛾子，第二天上班还得提心吊胆地盯着监控，生怕出问题。这滋味，谁经历过谁知道。
有了Instant DDL，你就能优雅地改表结构，不用担心锁表问题，不用担心业务中断，仿佛一切都在悄无声息中完成。这感觉，就像升级了个VIP账号，自带各种特权。
二、Instant DDL的原理
Instant DDL之所以能实现“瞬间”修改表结构，核心在于它避免了数据的物理拷贝。传统的DDL操作，需要创建一个新的表，将数据从旧表拷贝到新表，然后再替换旧表。而Instant DDL，它并不实际修改表的数据文件，而是仅仅修改元数据（Metadata）。
元数据，你可以理解为表的“说明书”，记录了表的结构、字段类型、索引等信息。Instant DDL修改的就是这份“说明书”，告诉MySQL：“嘿，这张表现在长这样了！”
这种方式，就像你换了个发型，身份证上的信息并没有改变，但你的外貌已经焕然一新。
三、Instant DDL支持的操作
Instant DDL并不是万能的，它只支持一部分操作。以下是一些常见的支持Instant DDL的操作：
| 操作类型 | 描述 |
|---|---|
| 添加/删除列（仅限末尾） | 只能在表的末尾添加或删除列。如果在中间添加或删除列，还是需要拷贝表。 |
| 修改列的默认值 | 修改列的默认值，不会影响已有的数据。 |
| 修改列的注释 | 修改列的注释，不会影响表的数据。 |
| 重命名表 | 重命名表，仅仅修改元数据，速度很快。 |
更改列的NULL/NOT NULL属性 |
更改列是否允许为空，如果列中存在NULL值，则不允许将列更改为NOT NULL。 |
| 交换分区 | 交换分区，用于快速归档或恢复数据。 |
| 删除二级索引（Secondary Index） | 删除非聚集索引，效率很高。 |
四、Instant DDL的使用示例
咱们来几个实际的例子，看看Instant DDL怎么用。
1. 添加列（末尾）
假设我们有一张users表，结构如下：
CREATE TABLE users (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(255),
email VARCHAR(255)
);现在我们想在表末尾添加一个phone字段，可以使用以下SQL语句：
ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20);这条SQL语句会立即执行，不会锁表，也不会阻塞业务。
2. 修改列的默认值
假设我们想给phone字段设置一个默认值：
ALTER TABLE users ALTER COLUMN phone SET DEFAULT 'N/A';同样，这条SQL语句也是瞬间完成的。
3. 修改列的注释
给email字段添加一个注释：
ALTER TABLE users MODIFY COLUMN email VARCHAR(255) COMMENT '用户邮箱';这个操作也是非常快的。
4. 删除二级索引
假设我们有一个idx_name索引：
CREATE INDEX idx_name ON users (name);现在我们要删除这个索引：
ALTER TABLE users DROP INDEX idx_name;这个操作也会很快完成。
五、Instant DDL的限制
虽然Instant DDL很强大，但它也有一些限制：
- 版本限制： Instant DDL是在MySQL 8.0版本引入的。
- 存储引擎限制： 只有InnoDB存储引擎支持Instant DDL。
- 操作限制： 不是所有的DDL操作都支持Instant DDL，比如在列的中间添加或删除列，修改列的数据类型等，还是需要拷贝表。
- 并发限制： 在执行Instant DDL时，可能会有一些并发限制，比如不能同时执行多个Instant DDL操作。
六、Instant DDL的替代方案：Online DDL
如果你的DDL操作不支持Instant DDL，也不用灰心，MySQL还提供了Online DDL。Online DDL虽然不像Instant DDL那么“瞬间”，但它也能尽量减少锁表时间，保证业务的可用性。
Online DDL的原理是，它在修改表结构时，会创建一个影子表（Shadow Table），将数据从旧表拷贝到影子表，然后在修改影子表的结构。在数据拷贝过程中，会对旧表进行加锁，但锁的时间非常短。当影子表修改完成后，会将旧表和影子表进行切换。
Online DDL可以使用ALGORITHM和LOCK选项来控制修改表结构的方式。
- ALGORITHM: 指定修改表结构的算法。
COPY: 使用传统的拷贝表的方式，会锁表。INPLACE: 尝试使用原地修改的方式，可能会锁表，也可能不锁表。DEFAULT: 由MySQL自动选择算法。
- LOCK: 指定修改表结构时使用的锁。
NONE: 允许并发的读写操作，可能会导致数据不一致。SHARED: 允许并发的读操作，但禁止写操作。EXCLUSIVE: 禁止并发的读写操作。DEFAULT: 由MySQL自动选择锁的类型。
Online DDL的使用示例：
ALTER TABLE users ADD COLUMN address VARCHAR(255), ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;这条SQL语句尝试使用原地修改的方式添加address字段，并且允许并发的读写操作。
七、如何选择合适的DDL方案？
在选择DDL方案时，需要综合考虑以下因素：
- MySQL版本： 如果是MySQL 8.0或以上版本，优先考虑Instant DDL。
- 存储引擎： 只有InnoDB存储引擎支持Instant DDL和Online DDL。
- 操作类型： 如果是支持Instant DDL的操作，比如添加列（末尾），修改列的默认值等，优先使用Instant DDL。
- 业务需求： 如果对业务的可用性要求非常高，可以选择Online DDL，并尽量使用
ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE选项。 - 表的大小： 如果表非常大，拷贝表的时间会很长，需要慎重选择DDL方案。
八、最佳实践
以下是一些使用DDL的最佳实践：
- 在测试环境进行充分的测试： 在生产环境执行DDL操作之前，一定要在测试环境进行充分的测试，确保操作的正确性和性能。
- 选择合适的DDL方案： 根据实际情况选择合适的DDL方案，尽量使用Instant DDL或Online DDL，减少锁表时间。
- 监控DDL操作： 在执行DDL操作时，要密切监控数据库的性能，及时发现和解决问题。
- 备份数据： 在执行DDL操作之前，一定要备份数据，以防万一。
- 避免在业务高峰期执行DDL操作： 尽量选择在业务低峰期执行DDL操作，减少对业务的影响。
- 优化SQL语句： 在执行DDL操作时，尽量优化SQL语句，减少执行时间。
- 使用工具： 可以使用一些工具来辅助执行DDL操作，比如pt-online-schema-change。
九、总结
Instant DDL是MySQL 8.0引入的一项革命性技术，它能够让你在不停机的情况下快速修改表结构。虽然Instant DDL有一些限制，但它在很多场景下都能大大提高开发效率，减少运维成本。
希望通过今天的讲座，大家对Instant DDL有了更深入的了解。以后在修改表结构时，可以优先考虑Instant DDL，让你的数据库操作更加优雅高效。
好了，今天的讲座就到这里，谢谢大家！如果有什么问题，欢迎随时提问。