MySQL 8.0 Online DDL快速加列的相關總結
前幾天同事問了我一個問題：業務A從MySQL遷移到MongoDB的原因是什么？
說實話，這個問題還真不好回答，為什么要遷移，一定是遇到了某種瓶頸，可能是數據量也可能是數據類型等，于是我咨詢了一下業務，最終得到了答案：這個業務中的某些表，要頻繁的加字段。mongodb中加字段的成本幾乎沒有，而MySQL低版本中加字段的成本還是挺高的。
那么常用的MySQL添加字段的方法有哪些呢？這里我簡單列舉一下：
1、percona的pt-osc工具
2、github開源項目gh-ost工具
3、MySQL原生Online DDL
MySQL Online DDL加列的歷史方法01 Copy方法MySQL5.5版本及之前的加列方法：Copy
它的執行示意圖如下：
我們有一個原表A，只包含1個字段，它包含1、2、4、6這幾條記錄，當我們使用Copy算法加列時：
1、創建了一個新的表tmp-A，新表包含2個字段，
2、然后我們把表A的數據全部逐行拷貝到tmp-A這個新表里面，
3、然后用tmp-A表和A表做個交換，
這樣，我們的新表就包含2個字段了。同時需要注意，新表中的數據記錄比原表更加緊湊了。原表中可能由于刪除了3和5兩條記錄，使得表中間留下了空洞，或者叫空間碎片。
可以看到，Copy算法需要拷貝一遍數據，需要額外的存儲空間來存儲tmp-A這個臨時表。另外，在拷貝數據的過程中，表A的寫入操作會丟失，也就是說，表A在alter table的過程中不能有數據更新。這可能是一個致命的缺點。
02 Inplace方法MySQL5.6版本開始引入Online DDL，這個功能使得上面的過程變成了下面這樣：
它的過程和上面的Copy算法有些不同：
1、Online DDL過程中，從表A提取B+樹，并存儲到一個中間文件tmp-file，而不是中間表tmp-A
2、步驟1執行過程中，對表A的寫入，都會記錄到row log中
3、步驟1執行完畢后，對tmp-file應用所有的row log，得到一個與表A數據相同的數據文件
4、利用數據文件tmp-file替換表A的數據文件即可。
這個過程中，由于row log的存在，使得在整個該表過程中，表A是可以進行增刪改查的操作的，因為這些操作不會丟失。這也就是為什么把這個過程叫做Online DDL的原因。
另外，這里需要解釋下，Copy算法中生成的tmp-A臨時表是在Server層面創建的，而上述Online DDL操作中的tmp-file是在插件式存儲引擎Innodb內部生成的，我們把這種在Innodb內部完成的變更操作，稱之為Inplace（中文表示原地），也就是不需要將數據挪動到'server層的臨時表'。
MySQL8.0.12 引入的Instant方法MySQL8.0.12版本引入了Instant的方法，它讓加列變得更加簡單。instant算法添加列時不再需要 rebuild 整個表，只需要在表的 metadata 中記錄新增列的基本信息即可。
我們來看它的優勢，首先我們創建一個表t1，并插入26w條數據，然后分別添加數據列col_1,col_2,col_3,并顯示指定加列的算法為copy、inplace、和instant，結果如下：
[test] 23:42:45> select count(1) from t1; +----------+ | count(1) | +----------+ | 262144 | +----------+ 1 row in set (0.06 sec) 方案一：copy[test] 23:43:29> alter table t1 add col_1 int,algorithm=copy; Query OK, 262144 rows affected (1.48 sec)Records: 262144 Duplicates: 0 Warnings: 0方案二：inplace[test] 23:43:46> alter table t1 add col_2 int,algorithm=inplace; Query OK, 0 rows affected (0.58 sec)Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0方案三：instant[test] 23:44:08> alter table t1 add col_3 int,algorithm=instant; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0m5480:[email protected] [test] 23:44:14> show create table t1G*************************** 1. row *************************** Table: t1Create Table: CREATE TABLE `t1` ( `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(10) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL, `age` int DEFAULT NULL, `score` int DEFAULT NULL, `col_1` int DEFAULT NULL, `col_2` int DEFAULT NULL, `col_3` int DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_sco` (`score`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=458730 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci1 row in set (0.01 sec)
從結果不難看出，執行時間上：
copy> inplace > instant
與此同時，copy算法的受影響行數是全部表，而inplace和instant的算法影響的行數都是0，說明他們是Online DDL操作。
最后，我們還可以通過下面的方法查看instant列的信息：
[test] 23:53:01> SELECT * FROM information_schema.innodb_tables where name like ’test/t1’G *************************** 1. row *************************** TABLE_ID: 1079 NAME: test/t1 FLAG: 33N_COLS: 10 SPACE: 22 ROW_FORMAT: Dynamic ZIP_PAGE_SIZE: 0 SPACE_TYPE: Single INSTANT_COLS: 61 row in set (0.00 sec)
可以看到，test.t1這個表的instant列序號是6，代表它是這個表的第7個列(列編號從0開始)。
當然，instant算法不支持刪除普通列、無法設置列的順序、還有一些其他的限制，詳情可以查看官方文檔：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-online-ddl-operations.html
但這些限制并不影響它成為一個優秀的DDL功能。 相信通過MySQL版本的不斷迭代，在后面的版本中，有更多的變更操作可以用到instant這種高效的算法。
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