MySQL数据库操作工具_MySQL Online DDL工具使用
在现代数据库管理中，在线DDL（数据定义语言）工具扮演着至关重要的角色，这些工具允许在不中断服务的情况下对数据库结构进行修改，极大地提高了系统的可用性和稳定性，本文将详细介绍MySQL原生Online DDL工具的使用方法及其相关注意事项。
一、什么是MySQL在线DDL
MySQL在线DDL是一种支持在不锁定表的情况下修改表结构的功能，这意味着在执行诸如添加列、删除列、修改列、添加索引等操作时，表可以继续被读取和写入，这一功能从MySQL 5.6版本开始得到改进，并且在InnoDB存储引擎下提供了很多优化。
二、MySQL在线DDL的优势
减少锁定时间：传统DDL操作会长时间锁定表，阻止其他读写操作，在线DDL可以在DDL执行时允许表的读写操作。
不影响应用程序：由于读写操作可以继续进行，应用程序的正常服务不会被DDL操作中断。
快速的模式变更：MySQL在线DDL引入了更高效的操作方式，通过重用已有数据文件等手段提升了修改表结构的速度。
三、支持的DDL操作
| 操作 | 是否支持Inplace方式 | 是否需要Copy Table | 是否允许并发DML | 是否允许并发查询 | 备注 |
| 创建普通索引 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 无 |
| 创建全文索引 | 支持 | 不需要 | 不允许 | 允许 | 第一个全文索引需要通过Copy Table的方式创建；其后的全文索引可以通过Inplace方式创建。 |
| 删除索引 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 仅修改表元数据metadata。 |
| 优化表 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 如果表上创建有全文索引，则不支持algorithm=inplace选项。 |
| 设置列默认值 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 仅修改表元数据metadata。 |
| 修改自增列值 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 仅修改表元数据metadata。 |
| 添加外键约束 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | set foreign_key_checks=0; 来关闭 foreign_key_checks，避免拷贝表。 |
| 删除外键约束 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | foreign_key_checks选项开启或者关闭都可以。 |
| 重命名列 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 如果仅仅修改字段名称，而不要修改字段类型，是支持并发DML操作的。 |
| 添加列 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 在添加auto_increment自增列时，是不允许并发 DML 操作的。 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 删除列 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 修改各列顺序 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 修改Row_Format属性 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 修改Key_Block_Size属性 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 设置列为空值Null | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 设置列不为空值NOT Null | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 该操作需要将SQL_MODE 参数设置为STRICT_ALL_TABLES或STRICT_TRANS_TABLES才能成功，如果列值中包含空值（NULL），则该DDL 操作会失败。 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 修改列的数据类型 | 不支持 | 需要 | 不允许 | 允许 | 无 |
| 添加主键 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 尽管支持Algorithm=INPLACE ，但因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 如果涉及的列需要转换为NOT NULL，则不支持Algorithm=INPLACE。 |
| 删除主键并添加新主键 | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 仅当在同一个Alter Table语句中（删除主键的DDL语句）添加新主键才支持Algorithm=INPLACE。 因为数据实质上需要重新组织，因此操作的开销高昂。 |
| 删除主键 | 不支持 | 需要 | 不允许 | 允许 | 无 |
| Convert character set | 不支持 | 需要 | 不允许 | 允许 | 如果新的字符集编码不同，需要重建表。 |
| Specify character set | 不支持 | 需要 | 不允许 | 允许 | 如果新的字符集编码不同，需要重建表。 |
| 带force选项重建表 | 支持 | 需要 | 不允许 | 允许 | 如果表上有全文索引，则不支持Algorithm=Inplace选项。 |
| 重建表 alter table ... engine=innodb | 支持 | 需要 | 允许 | 允许 | 如果表上有全文索引，则不支持Algorithm=Inplace选项。 |
| 设置表的 persistent statistics | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 仅修改表的元数据metadata。 |
| 修改表注释 | 支持 | 不需要 | 允许 | 允许 | 无。 |
四、如何启用在线DDL
在线DDL可以通过SQL语句中的ALGORITHM和LOCK选项进行控制：
ALTER TABLE my_table ADD COLUMN new_column INT ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;
ALGORITHM：INSTANT、INPLACE和COPY三种模式，INPLACE在大多数情况下是在线的，而INSTANT则完全无锁。
LOCK：NONE、SHARED和EXCLUSIVE，NONE表示表可以继续读写，SHARED允许读操作，EXCLUSIVE表示表被完全锁定。
五、实践中的应用
在进行在线DDL时，通常需要考虑以下因素：
预估磁盘空间：对于大表操作，需要预留足够的磁盘空间，以备临时表和日志记录的使用。
选择合适的时间：在高峰期避免执行较为复杂的在线DDL操作，以免影响系统性能。
使用pt-online-schema-change工具：对于MySQL 5.5及更早版本的用户，Percona Toolkit中的pt-online-schema-change工具提供了类似的在线DDL功能。
六、常用在线DDL工具对比
以下是业界常用的几种在线DDL工具的对比：
NineData
特点：SaaS模式，开箱即用，很好的适配了各主流云的MySQL实例并覆盖了所有版本。
优点：易于使用，无需人工干预，适合快速部署。
缺点：依赖云平台的支持，可能存在一定的兼容性问题。
pt-online-schema-change
特点：由Percona公司开发的一种在线修改表结构的工具，以命令行方式执行。
优点：执行效率高，适用于大规模数据迁移。
缺点：需要人工介入进行命令拼装，易出错，且需要关心与不同版本的MySQL适配问题。
gh-ost
特点：由GitHub开发提供的一种在线修改表结构的工具。
优点：通过读取binlog来实现增量数据的同步，不阻塞DML操作。
缺点：增量同步的效率不高，但开销最小。
MySQL在线DDL工具为数据库管理员提供了一种高效、灵活的方式来修改数据库结构，减少了对业务的影响，通过合理选择和使用这些工具，可以大大提高数据库的维护效率和服务的连续性，在使用过程中也需要注意一些限制和最佳实践，以确保操作的成功和系统的稳定性。
八、FAQs
1.如何在MySQL中使用在线DDL功能？
答：在MySQL中，可以使用ALTER TABLE语句结合ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE选项来启用在线DDL功能。
ALTER TABLE my_table ADD COLUMN new_column INT ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;
这样可以在不中断表读写操作的情况下添加新列。
2.在线DDL工具有哪些推荐的使用场景？
答：在线DDL工具适用于需要在不中断业务的情况下对数据库结构进行修改的场景，如添加索引、修改列类型、添加新列等，特别是在高并发访问的生产环境中，使用在线DDL工具可以最大限度地减少对业务的影响。
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