在线更改MySQL表结构工具pt-online-schema-change

时间：2021-10-27 18:21:31

总所周知，数据库最昂贵的操作莫过于DDL操作，因为MySQL在修改表期间会阻塞任何读写操作的，基本上你的业务出于瘫痪状态了。对于庞大的可能历时好几个小时才完成，简直就是个恶梦，没法容忍的操作。

Percona开发了一系列工具Percona Toolkit包，其中有一工具pt-online-schema-change可以在线执行DDL操作，不会阻塞读写操作从而影响业务程序。当然啦，MySQL 5.6也增强了一些在线DDL功能。下面主要是说pt-online-schema-change在线更改表结构。

pt-online-schema-change原理

1、如果存在外键，根据alter-foreign-keys-method参数的值，检测外键相关的表，做相应设置的处理。

2、创建一个新的表，表结构为修改后的数据表，用于从源数据表向新表中导入数据。

3、创建触发器，用于记录从拷贝数据开始之后，对源数据表继续进行数据修改的操作记录下来，用于数据拷贝结束后，执行这些操作，保证数据不会丢失。

4、拷贝数据，从源数据表中拷贝数据到新表中。

5、修改外键相关的子表，根据修改后的数据，修改外键关联的子表。

6、rename源数据表为old表，把新表rename为源表名，并将old表删除。

7、删除触发器。

安装percona toolkit

# wget https://www.percona.com/redir/downloads/percona-release/redhat/percona-release-0.1-3.noarch.rpm
# rpm -Uvh percona-release-0.1-3.noarch.rpm 
# yum install percona-toolkit

使用方法

pt-online-schema-change [OPTIONS] DSN
参数列表 
--user:
-u，连接的用户名

--password：
-p，连接的密码

--database：
-D，连接的数据库

--port
-P，连接数据库的端口

--host:
-h，连接的主机地址

--socket:
-S，连接的套接字文件

--ask-pass
隐式输入连接MySQL的密码

--charset
指定修改的字符集

--defaults-file
-F，读取配置文件

--alter：
结构变更语句，不需要alter table关键字。可以指定多个更改，用逗号分隔。如下场景，需要注意：
    不能用RENAME来重命名表。        
    列不能通过先删除，再添加的方式进行重命名，不会将数据拷贝到新列。
    如果加入的列非空而且没有默认值，则工具会失败。即其不会为你设置一个默认值，必须显示指定。
    删除外键(drop foreign key constrain_name)时，需要指定名称_constraint_name，而不是原始的constraint_name。
    如：CONSTRAINT `fk_foo` FOREIGN KEY (`foo_id`) REFERENCES `bar` (`foo_id`)，需要指定：--alter "DROP FOREIGN KEY _fk_foo"

--alter-foreign-keys-method
如何把外键引用到新表?需要特殊处理带有外键约束的表,以保证它们可以应用到新表.当重命名表的时候,外键关系会带到重命名后的表上。
该工具有两种方法,可以自动找到子表,并修改约束关系。
    auto： 在rebuild_constraints和drop_swap两种处理方式中选择一个。
    rebuild_constraints：使用 ALTER TABLE语句先删除外键约束,然后再添加.如果子表很大的话,会导致长时间的阻塞。
    drop_swap： 执行FOREIGN_KEY_CHECKS=0,禁止外键约束,删除原表,再重命名新表。这种方式很快,也不会产生阻塞,但是有风险：
    1, 在删除原表和重命名新表的短时间内,表是不存在的,程序会返回错误。
    2, 如果重命名表出现错误,也不能回滚了.因为原表已经被删除。
    none： 类似"drop_swap"的处理方式,但是它不删除原表,并且外键关系会随着重命名转到老表上面。

--[no]check-alter
默认yes，语法解析。配合--dry-run 和 --print 一起运行，来检查是否有问题（change column，drop primary key）。

--max-lag
默认1s。每个chunk拷贝完成后，会查看所有复制Slave的延迟情况。要是延迟大于该值，则暂停复制数据，直到所有从的滞后小于这个值，使用Seconds_Behind_Master。如果有任何从滞后超过此选项的值，则该工具将睡眠--check-interval指定的时间，再检查。如果从被停止，将会永远等待，直到从开始同步，并且延迟小于该值。如果指定--check-slave-lag，该工具只检查该服务器的延迟，而不是所有服务器。

--check-slave-lag
指定一个从库的DSN连接地址,如果从库超过--max-lag参数设置的值,就会暂停操作。

--recursion-method
默认是show processlist，发现从的方法，也可以是host，但需要在从上指定report_host，通过show slave hosts来找到，可以指定none来不检查Slave。
METHOD       USES
===========  ==================
processlist  SHOW PROCESSLIST
hosts        SHOW SLAVE HOSTS
dsn=DSN      DSNs from a table
none         Do not find slaves
指定none则表示不在乎从的延迟。
--check-interval 
默认是1。--max-lag检查的睡眠时间。 

--[no]check-plan 
默认yes。检查查询执行计划的安全性。

--[no]check-replication-filters 
默认yes。如果工具检测到服务器选项中有任何复制相关的筛选，如指定binlog_ignore_db和replicate_do_db此类。发现有这样的筛选，工具会报错且退出。因为如果更新的表Master上存在，而Slave上不存在，会导致复制的失败。使用–no-check-replication-filters选项来禁用该检查。 

--[no]swap-tables 
默认yes。交换原始表和新表，除非你禁止--[no]drop-old-table。 

--[no]drop-triggers 
默认yes，删除原表上的触发器。 --no-drop-triggers 会强制开启 --no-drop-old-table 即：不删除触发器就会强制不删除原表。 

--new-table-name 
复制创建新表的名称，默认%T_new。 

--[no]drop-new-table 
默认yes。删除新表，如果复制组织表失败。 

--[no]drop-old-table 
默认yes。复制数据完成重命名之后，删除原表。如果有错误则会保留原表。 

--max-load 
默认为Threads_running=25。每个chunk拷贝完后，会检查SHOW GLOBAL STATUS的内容，检查指标是否超过了指定的阈值。如果超过，则先暂停。这里可以用逗号分隔，指定多个条件，每个条件格式： status指标=MAX_VALUE或者status指标:MAX_VALUE。如果不指定MAX_VALUE，那么工具会这只其为当前值的120%。 

--critical-load 
默认为Threads_running=50。用法基本与--max-load类似，如果不指定MAX_VALUE，那么工具会这只其为当前值的200%。如果超过指定值，则工具直接退出，而不是暂停。 

--default-engine 
默认情况下，新的表与原始表是相同的存储引擎，所以如果原来的表使用InnoDB的，那么新表将使用InnoDB的。在涉及复制某些情况下，很可能主从的存储引擎不一样。使用该选项会默认使用默认的存储引擎。 

--set-vars 
设置MySQL变量，多个用逗号分割。默认该工具设置的是： wait_timeout=10000 innodb_lock_wait_timeout=1 lock_wait_timeout=60 

--chunk-size-limit
当需要复制的块远大于设置的chunk-size大小,就不复制.默认值是4.0，一个没有主键或唯一索引的表,块大小就是不确定的。

--chunk-time
在chunk-time执行的时间内,动态调整chunk-size的大小,以适应服务器性能的变化，该参数设置为0,或者指定chunk-size,都可以禁止动态调整。

--chunk-size
指定块的大小,默认是1000行,可以添加k,M,G后缀.这个块的大小要尽量与--chunk-time匹配，如果明确指定这个选项,那么每个块就会指定行数的大小. 

--[no]check-plan
默认yes。为了安全,检查查询的执行计划.默认情况下,这个工具在执行查询之前会先EXPLAIN,以获取一次少量的数据,如果是不好的EXPLAIN,那么会获取一次大量的数据，这个工具会多次执行EXPALIN,如果EXPLAIN不同的结果,那么就会认为这个查询是不安全的。 

--statistics
打印出内部事件的数目，可以看到复制数据插入的数目。

--dry-run
创建和修改新表，但不会创建触发器、复制数据、和替换原表。并不真正执行，可以看到生成的执行语句，了解其执行步骤与细节。--dry-run与--execute必须指定一个，二者相互排斥。和--print配合最佳。

--execute
确定修改表，则指定该参数。真正执行。--dry-run与--execute必须指定一个，二者相互排斥。

--print
打印SQL语句到标准输出。指定此选项可以让你看到该工具所执行的语句，和--dry-run配合最佳。

--progress
复制数据的时候打印进度报告，二部分组成：第一部分是百分比，第二部分是时间。

--quiet
-q，不把信息标准输出。

测试

1、当业务量较大时，修改操作会等待没有数据修改后，执行最后的rename操作。因此，在修改表结构时，应该尽量选择在业务相对空闲时，至少修改表上的数据操作较低时，执行较为妥当。

2、如果对外键表操作时，四种外键操作类型需要根据表的数据量和可靠程度，进行选择。处于可靠性的原因，尽量使用rebuild_constraints类型，如果没有可靠性要求，可以使用auto类型。
3、由于可能存在一定的风险，在操作之前，建议对数据表进行备份，可以使得操作更安全、可靠。

使用该工具的前提是处理的表需要有主键或则唯一索引。当处理有外键的表时，需要加--alter-foreign-keys-method参数，值可以根据情况设置。当是主从环境，不在乎从的延迟，则需要加--recursion-method=none参数。当需要尽可能的对服务产生小的影响，则需要加上--max-load参数。

添加字段

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "ADD COLUMN content text" D=aaa,t=tmp_test --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --print --execute

删除字段

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "DROP COLUMN content " D=aaa,t=tmp_test --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --quiet --execute

修改字段

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "MODIFY COLUMN age TINYINT NOT NULL DEFAULT 0" D=aaa,t=tmp_test --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --quiet --execute

字段改名

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "CHANGE COLUMN age address varchar(30)" D=aaa,t=tmp_test --no-check-alter --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --quiet --execut

增加索引

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "ADD INDEX idx_address(address)" D=aaa,t=tmp_test --no-check-alter --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --print --execute

删除索引

pt-online-schema-change --user=root --password=123456 --host=192.168.200.25  --alter "DROP INDEX idx_address" D=aaa,t=tmp_test --no-check-alter --no-check-replication-filters --alter-foreign-keys-method=auto --recursion-method=none --print --execute

工具蛮简单的，多看看帮助文档，多操作操作就会了

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