DM online-ddl-scheme

概述

DDL 是数据库应用中必然会使用的一类 SQL。MySQL 虽然在 5.6 的版本以后支持了 online-ddl,但是也有或多或少的限制。比如 MDL 锁的获取,某些 DDL 还是需要以 Copy 的方式来进行,在生产业务使用中,DDL 执行过程中的锁表会一定程度上阻塞数据库的读取或者写入。

因此,gh-ost 以及 pt-osc 可以更优雅地在 MySQL 上面执行 DDL,把对读写的影响降到最低。

TiDB 根据 Google F1 的在线异步 schema 变更算法实现,在 DDL 过程中并不会阻塞读写。因此,在 online-schema-change 过程中,gh-ost 和 pt-osc 所产生的大量中间表数据以及 binlog event,在 MySQL 与 TiDB 的数据迁移过程中并不需要。

DM 是 MySQL 到 TiDB 的数据迁移工具,online-ddl-scheme 功能就是对上述两个 online-schema-change 的工具进行特殊的处理,以便更快完成所需的 DDL 迁移。

如果想从源码方面了解 DM online-ddl-scheme,可以参考 DM 源码阅读系列文章(八)Online Schema Change 迁移支持

配置

online-ddl-scheme 在 task 配置文件里面与 name 同级,例子详见下面配置 Example。完整的配置及意义,可以参考 DM 完整配置文件示例

# ----------- 全局配置 -----------
## ********* 基本信息配置 *********
name: test                      # 任务名称,需要全局唯一
task-mode: all                  # 任务模式,可设为 "full"、"incremental"、"all"
shard-mode: "pessimistic"       # 如果为分库分表合并任务则需要配置该项。默认使用悲观协调模式 "pessimistic",在深入了解乐观协调模式的原理和使用限制后,也可以设置为乐观协调模式 "optimistic"
meta-schema: "dm_meta"          # 下游储存 `meta` 信息的数据库
online-ddl-scheme: "gh-ost"     # 目前仅支持 gh-ost 、pt

target-database:                # 下游数据库实例配置
  host: "192.168.0.1"
  port: 4000
  user: "root"
  password: ""                  # 如果密码不为空,则推荐使用经过 dmctl 加密的密文

online-schema-change: gh-ost

gh-ost 在实现 online-schema-change 的过程会产生 3 种 table:

  • gho:用于应用 DDL,待 gho 表中数据迁移到与 origin table 一致后,通过 rename 的方式替换 origin table。
  • ghc:用于存放 online-schema-change 相关的信息。
  • del:对 origin table 执行 rename 操作而生成。

DM 在迁移过程中会把上述 table 分成 3 类:

  • ghostTable : \_\*\_gho
  • trashTable : \_\*\_ghc\_\*\_del
  • realTable : 执行 online-ddl 的 origin table

gh-ost 涉及的主要 SQL 以及 DM 的处理:

  1. 创建 _ghc 表:

    Create /* gh-ost */ table `test`.`_test4_ghc` (
                            id bigint auto_increment,
                            last_update timestamp not null DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
                            hint varchar(64) charset ascii not null,
                            value varchar(4096) charset ascii not null,
                            primary key(id),
                            unique key hint_uidx(hint)
                    ) auto_increment=256 ;

    DM:不执行 _test4_ghc 的创建操作。

  2. 创建 _gho 表:

    Create /* gh-ost */ table `test`.`_test4_gho` like `test`.`test4` ;

    DM:不执行 _test4_gho 的创建操作,根据 ghost_schema、ghost_table 以及 dm_worker 的 server_id,删除下游 dm_meta.{task_name}\_onlineddl 的记录,清理内存中的相关信息。

    DELETE FROM dm_meta.{task_name}_onlineddl WHERE id = {server_id} and ghost_schema = {ghost_schema} and ghost_table = {ghost_table};
  3. _gho 表应用需要执行的 DDL:

    Alter /* gh-ost */ table `test`.`_test4_gho` add column cl1 varchar(20) not null ;

    DM:不执行 _test4_gho 的 DDL 操作,而是把该 DDL 记录到 dm_meta.{task_name}\_onlineddl 以及内存中。

    REPLACE INTO dm_meta.{task_name}_onlineddl (id, ghost_schema , ghost_table , ddls) VALUES (......);
  4. _ghc 表写入数据,以及往 _gho 表同步 origin table 的数据:

    Insert /* gh-ost */ into `test`.`_test4_ghc` values (......);
    
    Insert /* gh-ost `test`.`test4` */ ignore into `test`.`_test4_gho` (`id`, `date`, `account_id`, `conversion_price`, `ocpc_matched_conversions`, `ad_cost`, `cl2`)
      (select `id`, `date`, `account_id`, `conversion_price`, `ocpc_matched_conversions`, `ad_cost`, `cl2` from `test`.`test4` force index (`PRIMARY`)
        where (((`id` > _binary'1') or ((`id` = _binary'1'))) and ((`id` < _binary'2') or ((`id` = _binary'2')))) lock in share mode
      )   ;

    DM:只要不是 realtable 的 DML 全部不执行。

  5. 数据同步完成后 origin table 与 _gho 一起改名,完成 online DDL 操作:

    Rename /* gh-ost */ table `test`.`test4` to `test`.`_test4_del`, `test`.`_test4_gho` to `test`.`test4`;

    DM 执行以下两个操作:

    • 把 rename 语句拆分成两个 SQL:

      rename test.test4 to test._test4_del;
      rename test._test4_gho to test.test4;
    • 不执行 rename to _test4_del。当要执行 rename ghost_table to origin table 的时候,并不执行 rename 语句,而是把步骤 3 记录在内存中的 DDL 读取出来,然后把 ghost_table、ghost_schema 替换为 origin_table 以及对应的 schema,再执行替换后的 DDL。

      alter table test._test4_gho add column cl1 varchar(20) not null;
      --替换为
      alter table test.test4 add column cl1 varchar(20) not null;

注意:

具体 gh-ost 的 SQL 会根据工具执行时所带的参数而变化。本文只列出主要的 SQL,具体可以参考 gh-ost 官方文档

online-schema-change: pt

pt-osc 在实现 online-schema-change 的过程会产生 2 种 table:

  • new:用于应用 DDL,待表中数据同步到与 origin table 一致后,再通过 rename 的方式替换 origin table。
  • old:对 origin table 执行 rename 操作后生成。
  • 3 种 triggerpt_osc\_\*\_inspt_osc\_\*\_updpt_osc\_\*\_del,用于在 pt_osc 过程中,同步 origin table 新产生的数据到 new

DM 在迁移过程中会把上述 table 分成 3 类:

  • ghostTable : \_\*\_new
  • trashTable : \_\*\_old
  • realTable : 执行的 online-ddl 的 origin table

pt-osc 主要涉及的 SQL 以及 DM 的处理:

  1. 创建 _new 表:

    CREATE TABLE `test`.`_test4_new` (id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    date date DEFAULT NULL, account_id bigint(20) DEFAULT NULL, conversion_price decimal(20,3) DEFAULT NULL,  ocpc_matched_conversions bigint(20) DEFAULT NULL, ad_cost decimal(20,3) DEFAULT NULL,cl2 varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL,cl1 varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL,PRIMARY KEY (id) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin ;

    DM: 不执行 _test4_new 的创建操作。根据 ghost_schema、ghost_table 以及 dm_worker 的 server_id,删除下游 dm_meta.{task_name}\_onlineddl 的记录,清理内存中的相关信息。

    DELETE FROM dm_meta.{task_name}_onlineddl WHERE id = {server_id} and ghost_schema = {ghost_schema} and ghost_table = {ghost_table};
  2. _new 表上执行 DDL:

    ALTER TABLE `test`.`_test4_new` add column c3 int;

    DM: 不执行 _test4_new 的 DDL 操作,而是把该 DDL 记录到 dm_meta.{task_name}\_onlineddl 以及内存中。

    REPLACE INTO dm_meta.{task_name}_onlineddl (id, ghost_schema , ghost_table , ddls) VALUES (......);
  3. 创建用于同步数据的 3 个 Trigger:

    CREATE TRIGGER `pt_osc_test_test4_del` AFTER DELETE ON `test`.`test4` ...... ;
    CREATE TRIGGER `pt_osc_test_test4_upd` AFTER UPDATE ON `test`.`test4` ...... ;
    CREATE TRIGGER `pt_osc_test_test4_ins` AFTER INSERT ON `test`.`test4` ...... ;

    DM: 不执行 TiDB 不支持的相关 Trigger 操作。

  4. _new 表同步 origin table 的数据:

    INSERT LOW_PRIORITY IGNORE INTO `test`.`_test4_new` (`id`, `date`, `account_id`, `conversion_price`, `ocpc_matched_conversions`, `ad_cost`, `cl2`, `cl1`) SELECT `id`, `date`, `account_id`, `conversion_price`, `ocpc_matched_conversions`, `ad_cost`, `cl2`, `cl1` FROM `test`.`test4` LOCK IN SHARE MODE /*pt-online-schema-change 3227 copy table*/

    DM: 只要不是 realTable 的 DML 全部不执行。

  5. 数据同步完成后 origin table 与 _new 一起改名,完成 online DDL 操作:

    RENAME TABLE `test`.`test4` TO `test`.`_test4_old`, `test`.`_test4_new` TO `test`.`test4`

    DM 执行以下两个操作:

    • 把 rename 语句拆分成两个 SQL。

      rename test.test4 to test._test4_old;
      rename test._test4_new to test.test4;
    • 不执行 rename to _test4_old。当要执行 rename ghost_table to origin table 的时候,并不执行 rename,而是把步骤 2 记录在内存中的 DDL 读取出来,然后把 ghost_table、ghost_schema 替换为 origin_table 以及对应的 schema,再执行替换后的 DDL。

      ALTER TABLE `test`.`_test4_new` add column c3 int;
      --替换为
      ALTER TABLE `test`.`test4` add column c3 int;
  6. 删除 _old 表以及 online DDL 的 3 个 Trigger:

    DROP TABLE IF EXISTS `test`.`_test4_old`;
    DROP TRIGGER IF EXISTS `pt_osc_test_test4_del` AFTER DELETE ON `test`.`test4` ...... ;
    DROP TRIGGER IF EXISTS `pt_osc_test_test4_upd` AFTER UPDATE ON `test`.`test4` ...... ;
    DROP TRIGGER IF EXISTS `pt_osc_test_test4_ins` AFTER INSERT ON `test`.`test4` ...... ;

    DM: 不执行 _test4_old 以及 Trigger 的删除操作。

注意:

具体 pt-osc 的 SQL 会根据工具执行时所带的参数而变化。本文只列出主要的 SQL ,具体可以参考 pt-osc 官方文档