什么是原子DDL？8.0将字典信息存放到事务表中

最新推荐文章于 2024-06-13 23:26:25 发布

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#MySQL #MySQL面试题 #MySQL索引 #MySQL 5.7 #java

MySQL 8.0引入原子DDL，确保数据定义语言操作的完整性和一致性。原子DDL通过将字典信息存储在InnoDB事务表中实现，支持CREATE、ALTER和DROP等操作。在DDL失败时，系统依靠DDL_LOG表进行回滚，保证数据库状态的一致。文章详细介绍了原子DDL的实现原理、限制、日志写入时机、重演逻辑和幂等性等关键点。

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前言

MySQL 5.7 的字典信息保存在非事务表中，并且存放在不同的文件中（.FRM，.PAR，.OPT，.TRN，.TRG 等)。所有 DDL
操作都不是 Crash Safe，而且对于组合 DDL（ALTER
多个表）会出现有的成功有的失败的情况，而不是总体失败。这样主从复制就出现了问题，也导致基于复制的高可用系统不再安全。一键获取最新面试真题合集文档

什么是原子 DDL？

DDL 是指数据定义语言（Data Definition Language），负责数据结构的定义与数据对象的定义。原子 DDL 是指一个 DDL 操作是不可分割的，要么全成功要么全失败。

有哪些限制？

MySQL 8.0 只有 InnoDB 存储引擎支持原子 DDL。

**支持语句：**数据库、表空间、表、索引的 CREATE、ALTER 以及 DROP 语句，以及 TRUNCATE TABLE 语句。

MySQL 8.0 系统表均以 InnoDB 存储引擎存储，涉及到字典对象的均支持原子 DDL。

**支持的语句：**存储过程、触发器、视图以及用户定义函数（UDF）的 CREATE 和 DROP 、ALTER 操作，用户和角色的 CREATE、ALTER、DROP 语句，以及适用的 RENAME 语句，以及 GRANT 和 REVOKE 语句。

不支持的语句：

INSTALL PLUGIN、UNINSTALL PLUGIN
INSTALL COMPONENT、UNINSTALL COMPONENT
REATE SERVER、ALTER SERVER、DROP SERVER

实现原理是什么？

首先，8.0 将字典信息存放到事务引擎的系统表（InnoDB 存储引擎）中。这样 DDL 操作转变成一组对系统表的 DML 操作，从而失败后可以依据事务引擎自身的事务回滚保证系统表的原子性。

似乎 DDL 原子性就此就可以完成，但实际上并没有这么简单。首先字典信息不光是系统表，还有一组字典缓存，如：

Table Share 缓存
DD 缓存
InnoDB 中的 dict

此外，字典信息只是数据库对象的元数据，DDL 操作不光要修改字典信息，还要实实在在的操作对象，以及对象本身在内存中缓存。

表空间
Dynamic meta
Btree
ibd 文件
buffer pool 中表空间的 page 页

此外，binlog 也要考虑 DDL 失败的情况。

因此，原子 DDL 在处理 DDL 失败的时候，不光是直接回滚系统表的数据，而且也要保证内存缓存，数据库对象也能回滚到一致状态。

实现细节

为了解决 DDL 失败情况中数据库对象的回滚，8.0 引入了系统表 DDL_LOG。该表在 mysql 库中。不可见，也不能人为操作。如果想了解该表的结果，先编译一个debug版的MySQL：

`SET SESSION debug='+d,skip_dd_table_access_check';

show create table mysql.innodb_ddl_log;`

可以看到如下表结构：

`CREATE TABLE `innodb_ddl_log` (

`id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`thread_id` bigint unsigned NOT NULL,

`type` int unsigned NOT NULL,

`space_id` int unsigned DEFAULT NULL,

`page_no` int unsigned DEFAULT NULL,

`index_id` bigint unsigned DEFAULT NULL,

`table_id` bigint unsigned DEFAULT NULL,

`old_file_path` varchar(512) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,

`new_file_path` varchar(512) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,

PRIMARY KEY (`id`),

KEY `thread_id` (`thread_id`)

) /*!50100 TABLESPACE `mysql` */ ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=48 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin STATS_PERSISTENT=0 ROW_FORMAT=DYNAMIC`