MySQL 8.0 In-Place DDL (`ALGORITHM=INPLACE`, `INSTANT`) 的限制与最佳实践

好的,各位观众老爷,码农兄弟姐妹们,大家好!我是你们的老朋友——代码界的段子手,BUG界的终结者!今天,咱们不聊风花雪月,不谈诗和远方,就来聊聊MySQL 8.0里一个让人又爱又恨的小妖精:In-Place DDL (即ALGORITHM=INPLACE, INSTANT)

别看它名字高大上,翻译过来就是“原地修改表结构”,听起来是不是很刺激?以前改个字段,锁表锁到天荒地老,生产环境哀嚎遍野的日子,仿佛已经是上个世纪的事情了。但是!注意这个“但是”,这小妖精可不是个省油的灯,一不小心,就会让你掉进坑里,哭都找不到调。

所以,今天我就来给大家扒一扒这 In-Place DDL 的底裤,哦不,是底细,让大家在享受它带来的便捷的同时,也能避免踩坑,做一个优雅的数据库玩家。😎

一、In-Place DDL:天使还是魔鬼?

首先,咱们要搞清楚 In-Place DDL 到底是啥玩意儿。简单来说,它允许你在修改表结构的时候,尽可能地减少甚至避免对表的锁定,从而减少对线上业务的影响。

想象一下,以前你要给一个上亿数据的表加个索引,那简直就是一场灾难片。先得找个没人的时间,吭哧吭哧地执行 ALTER TABLE,然后祈祷这段时间用户少访问,老板别来视察。而现在,有了 In-Place DDL,可能只需要几秒钟,甚至瞬间完成,用户毫无察觉,老板还在喝咖啡,世界一片祥和。是不是感觉像做梦一样? 😴

In-Place DDL 主要通过以下两种算法来实现:

  • ALGORITHM=INPLACE: 允许在表上进行并发的读写操作,但仍然需要一些元数据锁,可能会阻塞其他的 DDL 操作。
  • ALGORITHM=INSTANT: 理论上是完全避免锁表的,只需要修改数据字典,无需复制数据,速度极快。

二、In-Place DDL 的甜蜜与陷阱:限制知多少?

既然 In-Place DDL 这么香,那是不是所有的表结构修改都可以用它呢?当然不是!这小妖精可是有脾气的,不是你想用就能用的。下面咱们就来盘点一下它的限制:

功能 ALGORITHM=INPLACE ALGORITHM=INSTANT 说明
添加/删除索引 Yes Yes (部分) ALGORITHM=INSTANT 仅支持添加索引,且索引必须是表的最后一个索引。删除索引时,仅允许删除非聚集索引(secondary index),且必须是表的最后一个索引。注意:MySQL 8.0.30 之后有所增强。
修改列的数据类型 Yes No 仅允许在某些情况下修改数据类型,例如:扩大 VARCHAR 的长度,或者将 INT 改为 BIGINT。但是,如果涉及到数据类型的转换,例如将 VARCHAR 改为 INT,则不支持。
修改列的默认值 Yes Yes 可以修改列的默认值,无需复制数据。
修改列的排序规则 Yes No 修改列的排序规则,可能会导致数据的重新排序,因此不支持 ALGORITHM=INSTANT
重命名列 Yes No 重命名列需要修改数据字典,并更新所有引用该列的查询,因此不支持 ALGORITHM=INSTANT
添加/删除列 Yes No 添加列时,如果列允许 NULL,则可以使用 ALGORITHM=INPLACE。删除列需要更新数据字典,并删除列中的数据,因此不支持 ALGORITHM=INSTANT
修改表名 Yes No 修改表名需要更新数据字典,并更新所有引用该表的查询,因此不支持 ALGORITHM=INSTANT
修改表的存储引擎 No No 修改表的存储引擎需要复制数据,因此不支持 ALGORITHM=INPLACEALGORITHM=INSTANT
修改表的字符集 No No 修改表的字符集需要复制数据,因此不支持 ALGORITHM=INPLACEALGORITHM=INSTANT
优化表(OPTIMIZE TABLE) No No 优化表需要重新组织数据,因此不支持 ALGORITHM=INPLACEALGORITHM=INSTANT
增加全文索引 Yes No 增加全文索引需要重建索引,因此不支持 ALGORITHM=INSTANT

注意: 上面的表格只是一些常见的限制,具体的支持情况还要根据 MySQL 的版本和具体的 DDL 语句来判断。

举个栗子:

你想给 users 表的 email 字段添加一个索引:

ALTER TABLE users ADD INDEX idx_email (email) ALGORITHM=INSTANT;

如果 idx_emailusers 表的最后一个索引,并且你的 MySQL 版本足够高(MySQL 8.0.30 之后),那么这条语句就可以成功执行。否则,你可能会遇到错误。

三、In-Place DDL 的最佳实践:避坑指南

了解了 In-Place DDL 的限制,接下来咱们就来聊聊如何正确地使用它,避免踩坑。

  1. 知己知彼,百战不殆: 在执行 DDL 语句之前,一定要仔细阅读 MySQL 的官方文档,了解你所使用的 DDL 语句是否支持 ALGORITHM=INPLACEALGORITHM=INSTANT。不要想当然,否则可能会适得其反。

  2. 版本先行,安全至上: 尽量使用较新的 MySQL 版本,因为新版本通常会修复一些 BUG,并增加对 In-Place DDL 的支持。同时,在生产环境执行 DDL 语句之前,一定要在测试环境进行充分的测试,确保没有问题。

  3. 小步快跑,灰度发布: 不要一次性执行大量的 DDL 语句,尽量将大的 DDL 语句拆分成小的 DDL 语句,分批执行。同时,可以采用灰度发布的方式,先在一部分服务器上执行 DDL 语句,观察一段时间,如果没有问题,再推广到所有的服务器。

  4. 监控报警,及时止损: 在执行 DDL 语句的过程中,要密切关注数据库的性能指标,例如 CPU 使用率、内存使用率、IOPS 等。如果发现性能异常,要及时停止 DDL 语句的执行,避免对线上业务造成更大的影响。

  5. 显式指定,避免歧义: 在执行 DDL 语句时,最好显式地指定 ALGORITHM=INPLACEALGORITHM=INSTANT。如果不指定,MySQL 可能会自动选择算法,但自动选择的算法可能不是你想要的。

    例如:

    ALTER TABLE users ADD INDEX idx_email (email) ALGORITHM=INPLACE;
  6. Online Schema Change 工具: 如果你需要执行一些不支持 In-Place DDL 的操作,例如修改表名、修改表的存储引擎等,可以考虑使用 Online Schema Change 工具,例如 gh-ostpt-online-schema-change 等。这些工具可以在不锁定表的情况下,完成表结构的修改。

  7. 注意 LOCK=NONE: MySQL 8.0 引入了 LOCK=NONE 选项,它可以与 ALGORITHM=INPLACE 一起使用,进一步减少锁定的时间。但是,LOCK=NONE 也有一些限制,例如不能与 ALGORITHM=COPY 一起使用。具体可以参考MySQL官方文档。

四、案例分析:那些年,我们一起踩过的坑

光说不练假把式,下面咱们就来分享几个使用 In-Place DDL 踩坑的案例,让大家引以为戒。

案例一:盲目使用 ALGORITHM=INSTANT 导致数据不一致

小明是一个刚入行不久的 DBA,有一天,他接到一个需求,要给 orders 表的 order_time 字段添加一个索引。他看到 ALGORITHM=INSTANT 可以秒级完成,觉得非常厉害,于是直接在生产环境执行了以下语句:

ALTER TABLE orders ADD INDEX idx_order_time (order_time) ALGORITHM=INSTANT;

结果,第二天,业务方反馈说,有些订单的 order_time 字段的值是错误的。小明一脸懵逼,赶紧查看 MySQL 的错误日志,发现有很多关于索引的错误信息。原来,ALGORITHM=INSTANT 在某些情况下,可能会导致索引和数据不一致。

教训: 在使用 ALGORITHM=INSTANT 之前,一定要仔细阅读 MySQL 的官方文档,了解它的限制和注意事项。不要盲目使用,否则可能会导致数据不一致。

案例二:忽略 LOCK=NONE 的限制导致死锁

小红是一个经验丰富的 DBA,她知道 In-Place DDL 可以减少锁表的时间,于是经常使用它。有一天,她需要给 products 表的 price 字段添加一个索引,她执行了以下语句:

ALTER TABLE products ADD INDEX idx_price (price) ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;

结果,这条语句执行了很长时间都没有完成,而且导致了数据库的死锁。小红赶紧查看 MySQL 的文档,发现 LOCK=NONE 不能与某些其他的 DDL 语句并发执行,否则可能会导致死锁。

教训: 在使用 LOCK=NONE 之前,一定要了解它的限制,避免与其他 DDL 语句并发执行,否则可能会导致死锁。

五、总结:In-Place DDL 的正确打开方式

总而言之,In-Place DDL 是一把双刃剑,用好了可以提升效率,用不好就会伤到自己。想要正确地使用它,你需要:

  • 充分了解它的限制和注意事项。
  • 选择合适的算法和选项。
  • 在测试环境进行充分的测试。
  • 密切关注数据库的性能指标。
  • 及时止损,避免对线上业务造成更大的影响。

希望今天的分享能够帮助大家更好地使用 In-Place DDL,让大家在数据库的世界里玩得更嗨皮!🚀

最后,送给大家一句代码界的至理名言:

“代码虐我千百遍,我待代码如初恋。”

感谢大家的观看,咱们下期再见! 👋

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