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本文檔主要介紹了PolarDB的在線分區(qū)維護(hù)功能。

在MySQL社區(qū)版中，對(duì)分區(qū)表數(shù)據(jù)的訪問(wèn)操作（DML）與分區(qū)維護(hù)操作（DDL）是相互阻塞的，這使得分區(qū)維護(hù)操作只能在業(yè)務(wù)低峰時(shí)段進(jìn)行。而對(duì)分區(qū)表進(jìn)行創(chuàng)建和刪除分區(qū)操作是比較頻繁的，這極大限制了分區(qū)表的使用。在線分區(qū)維護(hù)功能增強(qiáng)了分區(qū)的DML和特定DDL（增加、刪除分區(qū)）的并行能力，更好的讓用戶對(duì)分區(qū)表進(jìn)行Roll-In和Roll-Out。如下圖所示：分區(qū)鎖

前提條件

集群版本需為PolarDB MySQL版8.0版本且Revision version為8.0.2.2.0及以上。您可以通過(guò)查詢版本號(hào)確認(rèn)集群版本。

已經(jīng)開啟partition_level_mdl_enabled參數(shù)。具體操作請(qǐng)參見設(shè)置集群參數(shù)和節(jié)點(diǎn)參數(shù)。

參數(shù)名稱

級(jí)別

參數(shù)說(shuō)明

partition_level_mdl_enabled

Global

PARTITION Level MDL功能開關(guān)，取值范圍如下：

ON：開啟PARTITION Level MDL功能
OFF：關(guān)閉PARTITION Level MDL功能

說(shuō)明

修改該參數(shù)需要重啟集群。

transaction_isolation參數(shù)的全局隔離級(jí)別需要設(shè)置為READ-COMMITTED。具體操作請(qǐng)參見設(shè)置集群參數(shù)和節(jié)點(diǎn)參數(shù)。

使用限制

目前支持DROP/EXCHANGE/REBUILD/REORGANIZE PARTITION操作、RANGE和LIST分區(qū)方式的ADD PARTITION操作的在線分區(qū)維護(hù)功能，其他DDL操作將在后續(xù)版本支持。
由于隔離級(jí)別可以設(shè)置為session級(jí)別，如果transaction-isolation設(shè)置為REPEATABLE-READ或者更強(qiáng)的隔離級(jí)別，在并發(fā)執(zhí)行DDL過(guò)程中，可能會(huì)報(bào)錯(cuò)ERROR HY000: Table definition has changed, please retry transaction，這屬于正常現(xiàn)象。原因是事務(wù)訪問(wèn)到了DDL所創(chuàng)建出來(lái)的新分區(qū)，可通過(guò)重新執(zhí)行事務(wù)解決。

使用說(shuō)明及示例

在線分區(qū)維護(hù)功能，使得分區(qū)表的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和分區(qū)維護(hù)相互不影響，用戶可以更自由的進(jìn)行分區(qū)維護(hù)，而不影響分區(qū)表業(yè)務(wù)流量，使用示例及效果如下：

#在客戶端1上輸出tr表結(jié)構(gòu)
SHOW CREATE TABLE tr\G                                 
*************************** 1. row ***************************    
       Table: tr                                                  
Create Table: CREATE TABLE `tr` (                                  
  `id` int(11) DEFAULT NULL,                                       
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,                                 
  `purchased` date DEFAULT NULL                                    
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci 
/*!50100 PARTITION BY RANGE (year(`purchased`))                    
(PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1990) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p1 VALUES LESS THAN (1995) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2000) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p3 VALUES LESS THAN (2005) ENGINE = InnoDB,            
 PARTITION p4 VALUES LESS THAN (2010) ENGINE = InnoDB,            
 PARTITION p5 VALUES LESS THAN (2015) ENGINE = InnoDB) */         
1 row in set (0.00 sec)

#在客戶端1上開啟事務(wù)
BEGIN;                                                 
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)                               
                                                                  
SELECT * FROM tr WHERE purchased >= '2010-01-01';      
+------+----------------+------------+                            
| id   | name           | purchased  |                             
+------+----------------+------------+                             
|    5 | exercise bike  | 2014-05-09 |                         
|    7 | espresso maker | 2011-11-22 |                             
+------+----------------+------------+                             
2 rows in set (0.01 sec)                                          

#在客戶端2上創(chuàng)建新分區(qū)
ALTER TABLE tr ADD PARTITION (PARTITION p6 VALUES LESS THAN (2020));
INSERT INTO tr VALUES (11, 'hope', '2017-11-04'), (12, 'carmen', '2018-06-08');

#在同一個(gè)事務(wù)內(nèi)，通過(guò)客戶端1可以訪問(wèn)到新增分區(qū)的數(shù)據(jù)
SELECT * FROM tr WHERE purchased >= '2010-01-01';
+------+----------------+------------+                             
| id   | name           | purchased  |                            
+------+----------------+------------+                            
|    5 | exercise bike  | 2014-05-09 |                            
|    7 | espresso maker | 2011-11-22 |                             
|   11 | hope           | 2017-11-04 |                             
|   12 | carmen         | 2018-06-08 |                            
+------+----------------+------------+                            
4 rows in set (0.00 sec)

#在客戶端2上刪除舊分區(qū)
ALTER TABLE tr DROP PARTITION p0;

#在客戶端1上輸出表定義，可以看到新分區(qū)p6存在，舊分區(qū)p0已不存在
SHOW CREATE TABLE tr\G                                 
*************************** 1. row ***************************     
       Table: tr                                                   
Create Table: CREATE TABLE `tr` (                                 
  `id` int(11) DEFAULT NULL,                                       
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,                                 
  `purchased` date DEFAULT NULL                                    
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci 
/*!50100 PARTITION BY RANGE (year(`purchased`))                    
(PARTITION p1 VALUES LESS THAN (1995) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2000) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p3 VALUES LESS THAN (2005) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p4 VALUES LESS THAN (2010) ENGINE = InnoDB,            
 PARTITION p5 VALUES LESS THAN (2015) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p6 VALUES LESS THAN (2020) ENGINE = InnoDB) */         
1 row in set (0.00 sec)

#在客戶端1上提交事務(wù)
COMMIT;

性能表現(xiàn)

下面針對(duì)DML和DDL交互下的兩種最主要場(chǎng)景長(zhǎng)事務(wù)阻塞DDL和耗時(shí)DDL，在分別開啟和關(guān)閉在線分區(qū)維護(hù)功能的情況下，進(jìn)行性能對(duì)比驗(yàn)證。

場(chǎng)景一：長(zhǎng)事務(wù)阻塞DDL
此場(chǎng)景下對(duì)分區(qū)表做分區(qū)維護(hù)DDL操作，由于存在未提交的長(zhǎng)事務(wù)，從而阻塞DDL操作的進(jìn)行。被阻塞的DDL操作會(huì)進(jìn)一步阻塞所有新產(chǎn)生的DML操作，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)庫(kù)流量跌零。
從上圖可以看到，在功能關(guān)閉時(shí)，當(dāng)DDL操作發(fā)生后，sysbench在該表的流量迅速跌零，數(shù)據(jù)庫(kù)呈現(xiàn)完全不可用的狀態(tài)。用戶只能通過(guò)取消DDL操作或者提交所有未提交的長(zhǎng)事務(wù)后，數(shù)據(jù)庫(kù)才能恢復(fù)正常；在功能開啟后，可以看到：
- 在正常情況下，sysbench的吞吐量與在線分區(qū)維護(hù)功能關(guān)閉時(shí)完全一致，說(shuō)明在線分區(qū)維護(hù)功能的引入并沒有帶來(lái)性能方面的損耗；
- 未提交的長(zhǎng)事務(wù)并不會(huì)阻塞分區(qū)維護(hù)操作的執(zhí)行，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)上的DML流量很穩(wěn)定，幾乎沒有受到影響。
場(chǎng)景二：耗時(shí)DDL
該場(chǎng)景下，分區(qū)維護(hù)DDL操作雖然沒有受到其他SQL語(yǔ)句的阻塞，但是在本身執(zhí)行分區(qū)維護(hù)DDL操作耗時(shí)的情況下，對(duì)DML吞吐量有影響。
從上圖可以看到，在功能關(guān)閉時(shí)，長(zhǎng)耗時(shí)DDL操作在執(zhí)行期間導(dǎo)致了DML吞吐量的劇烈抖動(dòng)；在功能開啟后，長(zhǎng)耗時(shí)DDL操作在執(zhí)行期間對(duì) DML的吞吐量幾乎沒有影響。

查看MDL鎖狀態(tài)

在線分區(qū)維護(hù)功能是通過(guò)引入分區(qū)級(jí)別的MDL鎖，來(lái)降低在DML和DDL過(guò)程中獲取的鎖粒度，從而增加并發(fā)性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在分區(qū)維護(hù)過(guò)程中，通過(guò)performance_schema.metadata_locks表可以查看分區(qū)級(jí)別的MDL鎖獲取情況。示例如下：

#在客戶端1上輸出tr表結(jié)構(gòu)
SHOW CREATE TABLE tr\G                                 
*************************** 1. row ***************************    
       Table: tr                                                  
Create Table: CREATE TABLE `tr` (                                  
  `id` int(11) DEFAULT NULL,                                       
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,                                 
  `purchased` date DEFAULT NULL                                    
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci 
/*!50100 PARTITION BY RANGE (year(`purchased`))                    
(PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1990) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p1 VALUES LESS THAN (1995) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2000) ENGINE = InnoDB,             
 PARTITION p3 VALUES LESS THAN (2005) ENGINE = InnoDB,            
 PARTITION p4 VALUES LESS THAN (2010) ENGINE = InnoDB,            
 PARTITION p5 VALUES LESS THAN (2015) ENGINE = InnoDB) */         
1 row in set (0.00 sec)

#在客戶端1上開啟事務(wù)
BEGIN;                                                 
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)                               
                                                                  
SELECT * FROM tr WHERE purchased >= '2010-01-01';      
+------+----------------+------------+                            
| id   | name           | purchased  |                             
+------+----------------+------------+                             
|    5 | exercise bike  | 2014-05-09 |                         
|    7 | espresso maker | 2011-11-22 |                             
+------+----------------+------------+                             
2 rows in set (0.01 sec)

#在客戶端1上查看MDL鎖的狀態(tài)
SELECT * FROM performance_schema.metadata_locks;
+-------------+--------------------+----------------+-------------+-----------------------+---------------------+---------------+-------------+-------------------+-----------------+----------------+
| OBJECT_TYPE | OBJECT_SCHEMA      | OBJECT_NAME    | COLUMN_NAME | OBJECT_INSTANCE_BEGIN | LOCK_TYPE           | LOCK_DURATION | LOCK_STATUS | SOURCE            | OWNER_THREAD_ID | OWNER_EVENT_ID |
+-------------+--------------------+----------------+-------------+-----------------------+---------------------+---------------+-------------+-------------------+-----------------+----------------+
| TABLE       | test               | tr             | NULL        |       140734887898944 | SHARED_READ         | TRANSACTION   | GRANTED     | sql_parse.cc:6759 |              67 |             17 |
| PARTITION   | test               | tr             | p5          |       140734887896704 | SHARED_READ         | TRANSACTION   | GRANTED     | sql_parse.cc:6502 |              67 |             17 |
| TABLE       | performance_schema | metadata_locks | NULL        |       140734879511488 | SHARED_READ         | TRANSACTION   | GRANTED     | sql_parse.cc:6759 |              68 |              4 |
| SCHEMA      | performance_schema | NULL           | NULL        |       140734879511648 | INTENTION_EXCLUSIVE | TRANSACTION   | GRANTED     | dd_schema.cc:108  |              68 |              4 |
+-------------+--------------------+----------------+-------------+-----------------------+---------------------+---------------+-------------+-------------------+-----------------+----------------+
4 rows in set (0.02 sec)

#在客戶端1上可以看到，獲得tr表級(jí)的SHARED_READ鎖和剪枝后實(shí)際需要訪問(wèn)p5分區(qū)級(jí)別的SHARED_READ鎖。接下來(lái)，通過(guò)客戶端2嘗試將分區(qū)p5刪除
ALTER TABLE tr DROP PARTITION p5;

#由于分區(qū)p5正在被客戶端1問(wèn)，所以上述操作會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)，通過(guò)下述命令可以看到該線程正在等待分區(qū)級(jí)別的MDL鎖。
SHOW PROCESSLIST;
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+-------------------------------------+----------------------------------+
| Id | User            | Host      | db   | Command | Time | State                               | Info                             |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+-------------------------------------+----------------------------------+
|  4 | event_scheduler | localhost | NULL | Daemon  | 1550 | Waiting on empty queue              | NULL                             |
|  8 | root            | localhost | test | Sleep   |  426 |                                     | NULL                             |
|  9 | root            | localhost | NULL | Query   |    0 | starting                            | SHOW PROCESSLIST                 |
| 10 | root            | localhost | test | Query   |   10 | Waiting for partition metadata lock | ALTER TABLE tr DROP PARTITION p5 |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+-------------------------------------+----------------------------------+
4 rows in set (0.00 sec)

#通過(guò)客戶端1提交事務(wù)后，客戶端2能夠順利完成分區(qū)的維護(hù)。

查看在線分區(qū)維護(hù)次數(shù)

通過(guò)STATUS變量Online_altered_partition參數(shù)可以監(jiān)控進(jìn)行在線分區(qū)維護(hù)的次數(shù)，示例如下：

SHOW STATUS LIKE 'Online_altered_partition';
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| Online_altered_partition | 2565  |
+--------------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

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在線分區(qū)維護(hù)