如何使用MySQL Online DDL工具来管理数据库结构变更？

MySQL Online DDL工具用于在不中断服务的情况下对数据库表结构进行修改和优化。

MySQL数据库在执行数据定义语言（DDL）操作时，如添加、修改或删除表结构，可能会对正在运行的数据库服务造成中断，为了避免这种情况，MySQL引入了Online DDL功能，允许在不阻塞数据库服务的情况下进行DDL操作，本文将详细介绍几种常用的MySQL Online DDL工具及其使用方法。

ghost

介绍

ghost是由GitHub开发的一款在线DDL工具，通过读取二进制日志（binlog）来实现增量数据的同步，从而降低主库的负载。

原理

1、创建影子表：根据原表结构创建一个新表，称为影子表。

2、应用DDL操作：在新表上执行DDL操作。

3、读取binlog：通过BinLog Streamer从主库或备库上读取binlog，并将增量数据应用到影子表。

4、全量数据复制：将原表的全量数据复制到影子表。

5、重命名表：将影子表重命名为原表名，完成DDL操作。

6、删除旧表：删除被改名后的原表。

优缺点

优点：

通过读取binlog实现增量数据同步，降低了主库的负载，异步执行，减少了对业务高峰期的影响。

缺点：

由于读取binlog是单线程的，增量同步效率较低，需要较多的人工介入和命令行操作。

使用示例

创建影子表并执行DDL操作
ghost create host=hostname port=3306 user=username password=password ddl="ALTER TABLE table_name ADD COLUMN new_column INT;"
开始执行DDL操作
ghost host=hostname port=3306 user=username password=password ddl="ALTER TABLE table_name ADD COLUMN new_column INT;"

ptonlineschemachange

介绍

ptonlineschemachange是由Percona公司开发的一款在线DDL工具，通过触发器实现增量数据的同步。

原理

1、创建影子表：根据原表结构创建一个新表，称为影子表。

2、应用DDL操作：在新表上执行DDL操作。

3、创建触发器：在原表上创建INSERT、UPDATE、DELETE触发器，将增量数据写入到影子表中。

4、全量数据复制：将原表的全量数据复制到影子表。

5、重命名表：将影子表重命名为原表名，完成DDL操作。

6、删除旧表：删除被改名后的原表和触发器。

优缺点

优点：

通过触发器实现增量数据同步，性能较好，支持多种DDL操作。

缺点：

触发器会增加数据库的开销，尤其是在高并发环境下，如果需要暂停DDL操作，需要从头开始。

使用示例

安装Percona Toolkit
yum install perconatoolkit y
执行DDL操作
ptonlineschemachange alter="ENGINE=InnoDB" execute D=database_name,t=table_name criticalload Threads_running=50 maxload Threads_running=100 dryrun

MySQL原生Online DDL

介绍

MySQL从5.6版本开始引入了Online DDL功能，可以在不阻塞DML操作的情况下执行DDL操作。

原理

1、准备阶段：获取MDL排他写锁，进行一系列准备工作。

2、执行阶段：将MDL排他写锁降级为MDL共享读锁，执行真正的DDL操作。

3、提交阶段：将MDL共享读锁升级为MDL排他写锁，完成DDL操作，释放MDL锁。

优缺点

优点：

内置于MySQL中，无需额外安装工具，支持多种DDL操作。

缺点：

某些DDL操作仍然会锁表，影响业务的可用性，部分操作需要重建表，增加了额外的开销。

使用示例

添加新列
ALTER TABLE table_name ADD COLUMN new_column INT, ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;
修改列类型
ALTER TABLE table_name MODIFY COLUMN existing_column VARCHAR(255), ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;

常见问题及解答FAQs：

1、问题一：为什么ghost比基于触发器的Online DDL工具更适合高并发环境？

答案：基于触发器的Online DDL工具在源表上增加触发器，这些触发器会影响主库的性能，尤其是在高并发环境下，而ghost通过读取binlog来实现增量数据同步，不会增加额外的数据库开销，因此在高并发环境下更为适合。

2、问题二：MySQL原生Online DDL与第三方工具相比有何优劣？

答案：MySQL原生Online DDL内置于MySQL中，无需额外安装工具，支持多种DDL操作，但其某些操作仍会锁表，影响业务的可用性，而第三方工具如ghost和ptosc提供了更多的灵活性和优化，但配置和使用相对复杂，需要更多的人工介入。

功能	描述	使用方法
创建表	在不锁定表的情况下创建新表	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，选择“Schema”下的“Tables”。 3. 右键点击“Tables”，选择“Create Table”或“Edit Table”。 4. 在弹出的表设计器中，定义表结构并保存。
修改表结构	修改现有表的结构，如添加、删除或修改列	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，找到并右键点击要修改的表。 3. 选择“Edit Table”或“Modify Table”。 4. 在弹出的表设计器中，进行所需更改并保存。
重命名表	重命名现有表	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，找到并右键点击要重命名的表。 3. 选择“Rename Table”。 4. 输入新的表名并保存。
删除表	删除现有表	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，找到并右键点击要删除的表。 3. 选择“Delete Table”。 4. 确认删除操作。
查看表结构	查看表的列、索引和约束等信息	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，双击要查看的表。 3. 在弹出的表设计器中，查看表结构信息。
导出表结构	将表结构导出为SQL脚本	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在左侧对象浏览器中，右键点击要导出的表。 3. 选择“Generate SQL Script”或“Generate Data and SQL Script”。 4. 在弹出的对话框中，选择导出选项并保存脚本。
执行DDL语句	直接在MySQL Workbench中执行DDL语句	1. 在MySQL Workbench中打开数据库连接。 2. 在“SQL Editor”中输入DDL语句。 3. 点击“Execute”按钮执行语句。