详谈 MySQL Online DDL
作为一名DBA，对数据库进行DDL操作非常多，如添加索引，添加字段等等。对于MySQL数据库，DDL支持的并不是很好，一不留心就导致了全表被锁，经常搞得刚入门小伙伴很郁闷又无辜，不是说MySQL支持Online DDL么，不是说不会锁表的么？是的，令人高兴的是从MySQL5.6开始就支持部分DDL Online操作了，但并不是全部喔，今天这里就对我们常用的DDL进行总结和说明，让操作DDL的小伙伴从此做到心中有数，得心应手，让老板们再也不用担心我们做DDL咯。
我自己遵守的一条黄金准则：DDL永远不要在业务高峰期间执行。
环境说明：本次的测试服务器配置如下
CPU:32 cores MEM：128G DISK: SSD（固态硬盘） MySQL版本：5.6.27以上
一、MySQL执行DDL原理
MySQL各版本，对于DDL的处理方式是不同的，主要有三种：
- Copy Table方式： 这是InnoDB最早支持的方式。顾名思义，通过临时表拷贝的方式实现的。新建一个带有新结构的临时表，将原表数据全部拷贝到临时表，然后Rename，完成创建操作。这个方式过程中，原表是可读的，不可写。但是会消耗一倍的存储空间。
- Inplace方式：这是原生MySQL 5.5，以及innodb_plugin中提供的方式。所谓Inplace，也就是在原表上直接进行，不会拷贝临时表。相对于Copy Table方式，这比较高效率。原表同样可读的，但是不可写。
- Online方式：这是MySQL 5.6以上版本中提供的方式，也是今天我们重点说明的方式。无论是Copy Table方式，还是Inplace方式，原表只能允许读取，不可写。对应用有较大的限制，因此MySQL最新版本中，InnoDB支持了所谓的Online方式DDL。与以上两种方式相比，online方式支持DDL时不仅可以读，还可以写，对于dba来说，这是一个非常棒的改进。
二、常用DDL执行方式总结
| 操作 | 支持方式 | Allow R/W | 说明 |
| add/create index | online | 允许读写 | 当表上有FULLTEXT索引除外，需要锁表，阻塞写 |
add fulltext index |
in-place（5.6以上版本） | 仅支持读，阻塞写 |
创建表上第一个fulltext index用copy table方式，除非表上 之后创建fulltext index用in-place方式，经过测试验证，第一次时5.6 innodb 会隐含自动添加 |
drop index |
online | 允许读写 | 操作元数据，不涉及表数据。所以很快，可以放心操作 |
| optimize table | online | 允许读写 |
当带有fulltext index的表用copy table方式并且阻塞写 |
| alter table...engine=innodb | online | 允许读写 |
当带有fulltext index的表用copy table方式并且阻塞写 |
| add column | online |
允许读写，(增加自增列除外) |
1、添加auto_increment列或者修改当前列为自增列都要锁表，阻塞写;2、虽采用online方式，但是表数据需要重新组织，所以增加列依然是昂贵的操作，小伙伴尤其注意啦 |
| drop column | online |
允许读写(增加自增列除外) | 同add column，重新组织表数据，，昂贵的操作 |
| Rename a column | online | 允许读写 | 操作元数据;不能改列的类型，否则就锁表（已验证） |
| Reorder columns | online | 允许读写 | 重新组织表数据，昂贵的操作 |
Make column NOT NULL |
online | 允许读写 | 重新组织表数据，昂贵的操作 |
| Change data type of column | copy table | 仅支持读，阻塞写 | 创建临时表，复制表数据，昂贵的操作（已验证） |
| Set default value for a column | online | 允许读写 |
操作元数据，因为default value存储在frm文件中，不涉及表数据。所以很快， 可以放心操作 |
| alter table xxx auto_increment=xx | online | 允许读写 | 操作元数据，不涉及表数据。所以很快，可以放心操作 |
| Add primary key | online | 允许读写 | 昂贵的操作（已验证） |
| Convert character set | copy table | 仅支持读，阻塞写 | 如果新字符集不同，需要重建表，昂贵的操作 |
【注】：红色部分都需要注意的操作，会影响线上数据库性能
二、测试常用DDL执行方式
- 测试用表：表大小70M,行数13659
- 初始表结构：
CREATE TABLE `t_mysql` (
`checksum` bigint(20) unsigned NOT NULL,
`sample` text NOT NULL，
`content` text ，
`content1` text ，
`content2` text ，
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
- 测试机器开启profiling：
root:test> set profiling=1; Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)
1、add fulltext index
1) 用例1：该语句执行期间是否锁表？
开两个session。session 1：创建fulltext index
dbadmin:test> alter table t_mysql add fulltext index idx_1(sample); 执行中.......
session 2:进行insert数据，会一直等待中，阻塞写了
【结论1】：创建全文索引时，仅支持读，阻塞写；dba小伙伴加索引时要注意啦，而且执行时间会很长，在执行ddl时，尽量不要手动kill，可能会导致异常，这里有个知识点。
2) 用例2：创建表上第一个fulltext index用copy table方式，除非表上有FTS_DOC_ID列。之后创建fulltext index用in-place方式？
- 创建第一个全文索引：
root:test> alter table t_mysql add fulltext index idx_1(sample); Query OK, 0 rows affected, 1 warning (15.21 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 1
这个时候发现0 rows affected，也就是说没有用copy table方式。这是为什么，官方文档上说第一个全文索引采用copy table方式的？再看下执行过程：
root:test> show profile for query 10; +--------------------------------+-----------+ | Status | Duration | +--------------------------------+-----------+ | starting | 0.000378 | | checking permissions | 0.000038 | | checking permissions | 0.000035 | | init | 0.000032 | | Opening tables | 0.000101 | | setup | 0.000079 | | creating table | 0.001043 | | After create | 0.000217 | | System lock | 0.000031 | | preparing for alter table | 0.023248 | | altering table | 15.164399 | | committing alter table to stor | 0.016108 | | end | 0.000043 | | query end | 0.000327 | | closing tables | 0.000021 | | freeing items | 0.000081 | | logging slow query | 0.000121 | | cleaning up | 0.000060 | +--------------------------------+-----------+ 18 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
在这上面也没有发现copy tmp table字样，说明确实没有进行表copy。在上面执行建全文索引时，有一个warning，看下这个warning：
root:test> show warnings; +---------+------+--------------------------------------------------+ | Level | Code | Message | +---------+------+--------------------------------------------------+ | Warning | 124 | InnoDB rebuilding table to add column FTS_DOC_ID | +---------+------+--------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
到这里就明白了，原来当我们建第一个全文索引时，5.6以上版本innodb会默认的为我们自动添加FTS_DOC_ID，这样就避免了copy table了，所以相对会快些。
【结论2】：5.6以上版本innodb会默认的为我们自动添加FTS_DOC_ID，所以第一次创建全文索引时避免了copy table。我们可以自此认为5.6以上版本创建全文索引都是in-place方式。
2、optimize table & alter table...engine=innodb
注：测试前清除上面创建的全文索引，恢复表为初始
1) 用例：该语句执行期间是否锁表
1.1)不存在全文索引：
session1执行：
root:test> alter table t_mysql engine=innodb; Query OK, 0 rows affected (1.38 sec) #没有数据受影响 Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
session2同时执行：
dbadmin:test> insert into t_mysql values(0113,'测试全文索引','darrenllllllllllllll'); Query OK, 1 row affected (0.14 sec)
当表上不存在全文索引时，optimize table 或者 alter table t_mysql engine=innodb 很快执行完成，并且不阻塞写；
1.2）存在全文索引时：
步骤一：添加全文索引
CREATE TABLE `t_mysql` ( `checksum` bigint(20) unsigned NOT NULL, `sample` text NOT NULL, `content` text, FULLTEXT KEY `idx_1` (`sample`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 |
步骤二：session1：执行optimize table或者alter table ... engine=innodb
root:test> alter table t_mysql engine=innodb;
执行中.......
Query OK, 13661 rows affected (42.13 sec) #说明进行copy table数据了
Records: 13661 Duplicates: 0 Warnings: 0
root:test> show profile for query 14; +----------------------+-----------+ | Status | Duration | +----------------------+-----------+ | starting | 0.000355 | | checking permissions | 0.000071 | | Opening tables | 0.000151 | | System lock | 0.000188 | | init | 0.000027 | | Opening tables | 0.000958 | | setup | 0.000062 | | creating table | 0.001235 | | After create | 0.000127 | | System lock | 0.045863 | | copy to tmp table | 43.937449 | | rename result table | 0.529001 | | end | 0.000172 | | Opening tables | 0.000759 | | System lock | 0.002615 | | query end | 0.000402 | | closing tables | 0.000011 | | freeing items | 0.000022 | | cleaning up | 0.000033 | +----------------------+-----------+
session 2：模拟插入数据：
dbadmin:test> insert into t_mysql values(0113,'测试全文索引','darrenllllllllllllll'); 等待中.......
当表上存在全文索引时，我们执行optimize table 或者 alter table t_mysql engine=innodb 采用copy table方式，而且锁全表，阻塞写；
【结论1】：当表上不存在全文索引时，optimize table 或者 alter table t_mysql engine=innodb 采用in-place方式，并且不阻塞写；
当表上存在全文索引时，我们执行optimize table 或者 alter table t_mysql engine=innodb 采用copy table方式，而且锁全表，阻塞写；
3、add column
1）用例1：添加auto_increment列要锁表，阻塞写？
session 1 ：
root:test> alter table t_mysql add column id int not null primary key auto_increment; Query OK, 0 rows affected (1.41 sec)
session 2：
dbadmin:test> insert into t_mysql(checksum,sample,content) values(0113,'测试全文索引','darrenllllllllllllll'); waitting...... ...... ...... ...... ...... ...... Query OK, 1 row affected (0.97 sec)
当添加自增列时，会阻塞写。
2）用例2：添加普通列，online？
session 1：
root:test> alter table t_mysql add column content1 text; Query OK, 0 rows affected (1.36 sec) #in-place方式 Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
session 2：
dbadmin:test> insert into t_mysql(checksum,sample,content) values(0113,'测试全文索引','darrenllllllllllllll'); Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
当添加一个普通列时，是online的，不阻塞写入。
4、change column type
session 1：
root:test> alter table t_mysql change content1 content1 longtext; Query OK, 13674 rows affected (1.37 sec) # copy table Records: 13674 Duplicates: 0 Warnings: 0
root:test> show profile; +----------------------+----------+ | Status | Duration | +----------------------+----------+ | starting | 0.000302 | | checking permissions | 0.000027 | | checking permissions | 0.000045 | | init | 0.000024 | | Opening tables | 0.000097 | | setup | 0.000067 | | creating table | 0.001379 | | After create | 0.000165 | | System lock | 0.004105 | | copy to tmp table | 1.327642 | #copy table | rename result table | 0.034565 | | end | 0.000473 | | query end | 0.001067 | | closing tables | 0.000263 | | freeing items | 0.000414 | | logging slow query | 0.000478 | | cleaning up | 0.001074 | +----------------------+----------+
session 2：并发DML
dbadmin:test> insert into t_mysql(checksum,sample,content1) values(0113,'测试全文索引','darrenllllllllllllll'); WAITTING....... ....... ....... ....... ....... ....... Query OK, 1 row affected (0.95 sec)
【结论】：修改列类型DDL采用copy table方式并且阻塞写入，在线上操作必须谨慎再谨慎！
以上就是我经常进行线上的DDL操作了，如果还有其他DDL请查看下面的官方链接。从此，DBA小伙伴进行DDL操作不再侥幸也不再盲目，做到心中有杆秤。
另外，我的一些建议：
1、尽量不要在业务高峰期间进行DDL，即使是online DDL;
2、对于大表（G级别）DDL，最好在测试库上做一遍，预估下时间，不至于到线上执行时心慌手乱；（线上和测试环境数据量差不多）
【参考文档】
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-create-index-overview.html
http://www.cnblogs.com/cchust/p/4639397.html
