MySQL8.0版本升级内容总结

MySQL 8.0 是一个重大的版本升级，带来了大量性能提升、功能增强和安全改进。相比于 MySQL 5.7，它可以说是“代际”的飞跃。

以下是 MySQL 8.0 主要升级内容的详细梳理和总结，可以分为几个核心类别：

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一、性能与 scalability（可扩展性）的重大提升

1. 全新的数据字典

   • 5.7及之前：表结构信息（元数据）存储在 .frm 文件、MyISAM 系统表和一些存储引擎中。
   • 8.0：将所有数据字典信息整合到 InnoDB 引擎的表中，并存储在一个单独的 mysql.ibd 表空间里。
   • 好处：
     • 原子性DDL：支持了事务性的 DDL（如 CREATE, ALTER, DROP），要么完全成功，要么回滚，避免了元数据不一致的风险。这是一个里程碑式的特性。
     • 崩溃安全：元数据现在由支持事务的 InnoDB 管理，系统崩溃不会导致数据字典损坏。
     • 性能提升：消除了文件系统操作和元数据锁（MDL）的争用，提高了信息模式（INFORMATION_SCHEMA）的查询速度。

2. 增强的索引功能

   • 隐藏索引：可以将一个索引标记为“不可见”，优化器在生成执行计划时会忽略它。用于测试删除某个索引后对查询性能的实际影响，而无需真正删除它（删除和重建大表索引代价很高）。
   • 降序索引：真正支持降序索引。在 5.7 中，即使创建了降序索引，实际上也是按升序处理的。8.0 的降序索引可以显著优化 ORDER BY column DESC 这类查询的性能。
   • 函数索引：可以创建基于函数或表达式的索引。例如，可以为 JSON 文档中的某个字段创建索引 CREATE INDEX idx_name ON users ( (JSON_EXTRACT(data, '$.last_name')) )，极大地提升了相关查询的速度。

3. 通用表表达式

   • 支持 CTE：引入了 WITH 子句，支持通用表表达式（Common Table Expressions），包括递归 CTE。这使得编写复杂的递归查询（如查询树形结构、组织架构）变得非常简单和高效，不再需要依赖繁琐的存储过程。

4. 窗口函数

   • 分析函数：引入了强大的 SQL:1999 标准窗口函数，如 ROW_NUMBER(), RANK(), DENSE_RANK(), LEAD(), LAG(), NTILE() 等。
   • 好处：无需使用复杂的自连接或子查询就能完成高级分析任务，例如“计算每个部门薪水排名”、“计算移动平均”等，代码更简洁，性能大幅提升。

5. redo log 优化

   • redo log 持久化：redo log 写入现在是无锁的并且完全有序，减少了并发事务间的争用。
   • 改进了刷新策略：提供了更好的 redo log 刷新控制，有助于提升高并发写操作的性能。

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二、JSON 功能的巨大增强

1. JSON 数据类型增强

   • 提供了更多操作 JSON 的内置函数，如 JSON_OBJECTAGG(), JSON_ARRAYAGG() 用于聚合数据成 JSON 格式。
   • 引入了 JSON_TABLE() 函数，可以将 JSON 数据转换为关系表格式进行查询，实现了 JSON 和关系型数据之间的无缝转换。
   • 增加了 JSON_PATH 表达式，提升了 JSON 查询的性能和灵活性。
   • 对 JSON 文档的部分更新（JSON_MERGE_PATCH）效率更高。

2. JSON 文档验证

   • 在插入和更新时，会自动验证 JSON 文档的格式是否正确，避免了无效 JSON 数据存入数据库。

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三、SQL 功能与可用性改进

1. 角色

   • 引入了真正的数据库“角色”概念。可以创建角色，为角色分配权限，然后将角色授予给多个用户。这极大地简化了权限管理，特别是在用户众多、权限模型复杂的场景下。

2. 新的字符集与排序规则

   • 默认字符集从 latin1 改为 utf8mb4，更好地支持全球化和 emoji 表情符号。
   • 默认的排序规则改为 utf8mb4_0900_ai_ci（基于 Unicode 9.0 标准，不区分重音和大小写），提供了更准确、更快速的字符串比较和排序。

3. 原子 DDL

   • 如前所述，大多数 DDL 操作（CREATE, ALTER, DROP 等）现在是原子性的，保证了数据字典的一致性。

4. 不可见列

   • 可以创建“不可见”的列。对于 SELECT * 查询，该列不会被返回，必须显式指定列名才能查询到。适用于 schema 演进，可以在不影响现有应用的情况下增加新字段。

5. 资源组

   • 允许将服务器线程绑定到特定的 CPU 上，并为线程设置优先级。这使 DBA 能够优化系统资源分配，确保关键任务获得更多 CPU 资源。

6. 持久化全局变量

   • 使用 SET PERSIST 命令修改变量，改动会立即生效并且写入 mysqld-auto.cnf 配置文件，服务器重启后配置依然保留。避免了手动修改 my.cnf 文件容易出错的问题。

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四、安全性与账户管理

1. 新的密码策略

   • 默认的身份验证插件从 mysql_native_password 改为更安全的 caching_sha2_password。提供了更好的安全性，但可能在连接旧版本客户端时需要注意兼容性问题（需要更新客户端驱动或配置）。
   • 支持密码有效期、密码重用限制、密码验证要求（修改密码需提供旧密码）等更严格的策略。

2. 动态权限

   • 引入了更细粒度的“动态权限”，例如 APPLICATION_PASSWORD_ADMIN, BACKUP_ADMIN, SYSTEM_VARIABLES_ADMIN 等，实现了更精细的权限控制，不再需要授予超级用户权限。

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五、InnoDB 存储引擎增强

1. 自增序列持久化

   • 自增计数器（AUTO_INCREMENT）会在每次变化时写入 redo log，并在检查点刷盘。服务器重启后不会再出现重复使用旧值的情况（5.7 及之前重启后可能重用之前分配的值）。

2. 死锁检测优化

   • 改进了死锁检测机制，在高并发系统上性能更好。

3. 表空间管理

   • 支持 ALTER TABLESPACE ... RENAME TO 重命名通用表空间。

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六、废弃和移除的功能

• 移除了查询缓存功能。由于在多核机器和高并发负载下，查询缓存的有效性很低且容易成为瓶颈，官方决定彻底移除它。
• 移除了 password() 函数，使用更安全的认证方式。
• 废弃了部分加密函数，如 ENCODE(), DECODE()，推荐使用 AES_ENCRYPT(), AES_DECRYPT()。

总结

特性类别	MySQL 5.7	MySQL 8.0	升级意义
数据字典	文件+MyISAM表	InnoDB事务表	原子性DDL、崩溃安全、性能提升
SQL能力	基础	窗口函数、CTE（含递归）	复杂查询能力质的飞跃
索引	基础	隐藏索引、降序索引、函数索引	DBA 优化和维护的利器，性能优化手段更多
JSON	基础支持	强大函数、部分更新、验证	文档模型处理能力显著增强
管理性	弱	角色、资源组、持久化变量	DBA 管理效率和精细化程度大幅提升
安全性	传统	新密码插件、动态权限	默认更安全，权限控制更精细
性能基础	良好	redo log优化、自增持久化	高并发场景下更稳定、性能更高

升级建议：
MySQL 8.0 在性能、功能和安全方面都带来了巨大收益，是新项目的绝对首选。对于现有从 5.7 迁移到 8.0，需要仔细进行兼容性测试，特别是：

1. 检查是否使用了已移除或废弃的功能（如查询缓存）。
2. 验证客户端驱动是否支持新的 caching_sha2_password 认证插件。
3. 对关键业务SQL进行性能测试，因为优化器有了很大改进，执行计划可能发生变化。