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解析MySQL8.0新特性――事务性数据字典与原子DDL

前言事务性数据字典与原子DDL,是MySQL 8.0推出的两个非常重要的新特性,之所以将这两个新特性放在一起,是因为两者密切相关,事务性数据字典是前提,原子DDL是一个重要应用场景。

前言

事务性数据字典与原子DDL,是MySQL 8.0推出的两个非常重要的新特性,之所以将这两个新特性放在一起,是因为两者密切相关,事务性数据字典是前提,原子DDL是一个重要应用场景。

MySQL 8.0之前的数据字典

MySQL 8.0之前的数据字典,主要由以下三部分组成:

(1)操作系统文件

db.opt:数据库元数据信息
frm:表元数据信息
par:表分区元数据信息
TRN/TRG:触发器元数据信息
ddl_log.log:DDL过程中产生的元数据信息

(2)mysql库下的非InnoDB系统表

(3)mysql库下的InnoDB系统表

我们可以看到,数据字典被分布到多个地方,一方面不利于元数据统一管理,另一方面容易造成数据的不一致(由于操作系统文件、非InnoDB系统表均不支持事务,执行DDL操作无法保证ACID)。

MySQL 8.0的数据字典

为了解决上述问题,MySQL 8.0将数据字典统一改进为InnoDB存储引擎存储,具体分为两部分:

(1)数据字典表:存放最重要的元数据信息,位于mysql库下,存储在mysql共享表空间(mysql.ibd)

(2)其他系统表:存放辅助的元数据信息,位于mysql库下,存储在mysql共享表空间(mysql.ibd)

数据字典表

数据字典表是不可见,既不能通过select访问,也不会出现在show tables或information.schema.tables结果里;尝试访问会报以下错误:

不过,在debug模式下,是可以访问这些隐藏的数据字典表的;我们重新编译安装(过程略),并以debug模式启动进程,再次尝试访问,结果如下:

其他系统表

其他系统表,可以通过show tables或information_schema.tables查看,均以改进为InnoDB存储引擎(general_log、slow_log例外,这两张表并未记录元数据信息,只是用于记录日志):

数据字典视图

刚刚提到,数据字典表只能在debug模式下访问,那么在生产环境中,我们应该怎么去获取元数据信息呢?答案是通过information_schema库下的数据字典视图。和Oracle数据库的设计理念一样,将元数据信息存放在基表中(x$、$),然后通过视图(v$、dba_/all_/user_)的方式提供给用户查询;MySQL数据库也是如此,将元数据信息存放在mysql库的数据字典表中隐藏起来,然后提供information_schema库视图给用户查询:

数据字典缓存

为了减少磁盘IO,提高访问效率,MySQL 8.0引入了数据字典缓存。数据字典缓存是一块全局共享区域,通过LRU算法进行内存管理,具体包括:

原子DDL

首先,了解一下什么是原子性?原子性是指,一个事务执行要么全部成功,要么全部失败。

在MySQL 8.0之前,由于不支持原子DDL,在服务进程异常挂掉或服务器异常宕机的情况下,有可能会导致数据字典、存储引擎结构、二进制日志之间的不一致。

在MySQL 8.0中,数据字典均被改造成InnoDB存储引擎表,原子DDL也被引入进来。原子DDL是将数据字典更新、存储引擎操作、二进制日志写入放到同一个事务里执行,要么全部成功提交,要么全部失败回滚。

接下来,我们还是先通过一个例子,来了解一下原子DDL。在这个例子中,DROP TABLE t1, t2属于同一个事务;在5.7版本中,出现了一个事务部分、成功部分失败的情况,即DROP TABLE t1成功、DROP TABLE t2失败;但在8.0版本中,因为DROP TABLE t2失败,导致整个事务全部失败回滚;这个例子就很好地体现了原子性和非原子性的区别。

在对原子DDL有初步了解后,接下来介绍一下具体过程:

(1)prepare:创建需要的对象,并将ddl日志写入到mysql.innodb_ddl_log;ddl日志记录了如何前滚和回滚ddl操作。
(2)perform:执行ddl操作。
(3)commit:更新数据字典并提交。
(4)post-ddl:重放和删除ddl日志。只有在实例异常宕机情况下,ddl日志才会继续保存在mysql.innodb_ddl_log;在在实例重启后,进行实例恢复阶段,ddl日志会重放和删除;如果第3步-数据字典更新已经成功提交,并写入redo log和binlog,那么ddl操作成功;否则,ddl操作失败,并根据ddl日志进行回滚

最后,再介绍一下,怎么查看DDL日志?

其中一个方法,是在debug级别下,访问表mysql.innodb_ddl_log进行查看(不推荐)

另一个办法,是可以将DDL日志打印到error log进行查看(推荐)

总结

MySQL 8.0对于数据字典的改进,带来了很多好处,包括元数据统一管理、数据字典缓存、information_schema性能提升、原子DDL等等。

以上就是解析MySQL8.0新特性――事务性数据字典与原子DDL的详细内容,更多关于MySQL8.0新特性的资料请关注我是攻城狮其它相关文章!

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