数据库内核月报

继上一期月报，MySQL5.7新特性之一介绍了一些新特性及兼容性问题后，本期继续进行学习。

1. 系统变量

5.7以后System and status 变量需要从performance_schema中进行获取，information_schema仍然保留了GLOBAL_STATUS，GLOBAL_VARIABLES两个表做兼容。

[兼容性]
如果希望沿用information_schema中进行查询的习惯，5.7提供了show_compatibility_56参数，设置为ON可以兼容5.7之前的用法，否则就会报错：

ERROR 3167 (HY000): The 'INFORMATION_SCHEMA.GLOBAL_STATUS' feature is disabled; see the documentation for 'show_compatibility_56'

5.7.6之后，在performance_schema新增了如下的表：

performance_schema.global_variables
performance_schema.session_variables
performance_schema.variables_by_thread
performance_schema.global_status
performance_schema.session_status
performance_schema.status_by_thread
performance_schema.status_by_account
performance_schema.status_by_host
performance_schema.status_by_user

5.7.9之前，需要有SELECT_ACL权限才能进行show查询，但5.7.9之后，默认这些表是不需要任何权限就可以访问了。

2. sys schema

新增了sys数据库，主要是performance_schema收集的信息，帮助DBA和开发人员方便诊断问题。 sys下的一共包括三种对象：1. view，2. procedure 3 function 这些对象都是基于performance_schema下的表，进行了可读性的聚合，没有真正存储数据，只存储了定义。

[兼容性]
mysql_install_db可以选择–skip-sys-schema跳过安装过程，但默认mysql_upgrade会帮你创建sys下面的对象。不存在兼容性的问题

3. 异常栈

5.7开始支持异常诊断栈信息，通过GET STACKED DIAGNOSTICS可以获取栈内的信息。具体的使用方法参考：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/diagnostics-area.html

4. Triggers

支持在一个table对象上建多个trigger。

5. Generated Columns

5.7.6开始，支持生成列，这个列可以是虚拟的列，也可以是实体存储数据的列。比如：

CREATE TABLE triangle (
  sidea DOUBLE,
  sideb DOUBLE,
  sidec DOUBLE AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb))
);

VIRTUAL：表示这个字段是虚拟列，并不进行存储，查询的时候，通过计算得到
STORED：需要存储空间，并且可以被索引的列

6. exchange partition不验证

这个是在oracle分区表上支持的功能，dba在做大表维护的时候，非常有用。

语法： ALTER TABLE ... EXCHANGE PARTITION WITHOUT VALIDATION

如果不验证，那么只有元数据信息的更改，就可以完成exchange，否则，就需要读取每一行数据进行验证，维护时间将根据这个表大小有关系。

7. dump线程增强

5.7.2之前，master dump线程需要持有LOCK_log锁去读取binlog然后发送到备库，而这时会阻塞client端去写入binlog。5.7.2之后，dump线程只需要持有LOCK_binlog_end_pos这个锁去读取binlog的当前的位置，来决定是否发送到备库去，这样就可以做到不阻塞任何binlog的写入。

8. 多源复制

多源复制可以从多个master复制到一个slave端，在数据库集群进行扩容和缩容的时候，非常有用。我们会在后面的系列单独来介绍。

9. 在线更改replication master

可以不用stop slave，然后在线更改replication master信息。但这里并不是不需要slave停掉，而是change master涉及到几个动作：

如果只是更改当前relay的信息，那么只需要sql线程是不工作的就可以了，IO thread可以继续
如果只是更改主库的信息，那么只需要IO线程不工作就可以了。 sql thread可以继续
如果需要重新启动主库和备库的恢复信息，比如master_auto_positioin=1，那么就需要IO和sql线程都停掉。

10. Group Replication

并行复制支持按照主库组提交的形式在备库进行回放。下一个系列进行单独来介绍

下面单独介绍一下MySQL 5.7对临时表进行的改动。

1. 背景

MySQL包括两类临时表，一类是通过create temporary table创建的临时表，一类是在query过程中using temporary而创建的临时表。 5.7之前，using temporary创建的临时表，默认只能使用myisam引擎，而在5.7之后，可以选择InnoDB引擎来创建。

临时表的引擎选择使用下面的这两个参数来决定：

mysql> show global variables like '%tmp%';
+----------------------------------+---------------------------------------+
| Variable_name                    | Value                                 |
+----------------------------------+---------------------------------------+
| default_tmp_storage_engine       | InnoDB                                |
| internal_tmp_disk_storage_engine | InnoDB                                |

2. 临时表空间

5.7之后，使用了独立的临时表空间来存储临时表数据，但不能是压缩表。临时表空间在实例启动的时候进行创建，shutdown的时候进行删除。

例如如下的配置：

mysql> show global variables like '%innodb_temp%'; 
+----------------------------+-----------------------+
| Variable_name              | Value                 |
+----------------------------+-----------------------+
| innodb_temp_data_file_path | ibtmp1:12M:autoextend |
+----------------------------+-----------------------+

create temporary table和using temporary table将共用这个临时表空间。

3. 临时表优化

临时表会伴随着大量的数据写入和读取，尤其是internal_tmp_table。所以，InnoDB专门对临时表进行了优化。
InnoDB使用如下两个标示临时表：

dict_tf2_temporary： 表示普通临时表  
dict_tf2_intrinsic： 表示内部临时表  

这两个标示，会在IBD文件的segment header占用两个bit位。intrinsic一定是temproary，也就是temproary上进行的优化完全适用于intrinsic表上。

下面来看下具体的优化：

3.1. redo

临时表在连接断开或者数据库实例关闭的时候，会进行删除，所以，临时表的数据不需要redo来保护，即recovery的过程中不恢复临时表，只有临时表的metadata使用了redo保护，保护元数据的完整性，以便异常启动后进行清理工作。

临时表的元数据，5.7之后，使用了一个独立的表进行保存，这样就不要使用redo保护，元数据也只保存在内存中。但这有一个前提，必须使用共享的临时表空间，如果使用file-per-table，仍然需要持久化元数据，以便异常恢复清理。

3.2 undo

temporary table仍然需要语句级的回滚，所以，需要为数据生成undo。但intrinsic table不需要回滚，所以，intrinsic table 减少了undo的生成，性能更高。

3.3 lock

因为临时表只有本线程可以看见，所以减少了InnoDB的加锁过程。

可以看下insert的时候，进行的分支判断：

 row_insert_for_mysql(
	const byte*		mysql_rec,
	row_prebuilt_t*		prebuilt)
{
	/* For intrinsic tables there a lot of restrictions that can be
	relaxed including locking of table, transaction handling, etc.
	Use direct cursor interface for inserting to intrinsic tables. */
	if (dict_table_is_intrinsic(prebuilt->table)) {
		return(row_insert_for_mysql_using_cursor(mysql_rec, prebuilt));
	} else {
		return(row_insert_for_mysql_using_ins_graph(
			mysql_rec, prebuilt));
	}
}

row_insert_for_mysql_using_cursor直接跳过了加锁的lock_table过程。

然后，如果是intrinsic table，就直接插入，减少了undo的生成。
如果不是，需要加lock，并生成undo信息。

if (dict_table_is_intrinsic(index->table)) {

			index->rec_cache.rec_size = rec_size;

			*rec = page_cur_tuple_direct_insert(
				page_cursor, entry, index, n_ext, mtr);
		} else {
			/* Check locks and write to the undo log,
			if specified */
			err = btr_cur_ins_lock_and_undo(flags, cursor, entry,
							thr, mtr, &inherit);

插入的时候，如果是临时表。就关闭redo的生成。如下面的代码所示：

if (dict_table_is_temporary(index->table)) {
		/* Disable REDO logging as the lifetime of temp-tables is
		limited to server or connection lifetime and so REDO
		information is not needed on restart for recovery.
		Disable locking as temp-tables are local to a connection. */

		ut_ad(flags & BTR_NO_LOCKING_FLAG);
		ut_ad(!dict_table_is_intrinsic(index->table)
		      || (flags & BTR_NO_UNDO_LOG_FLAG));

		mtr.set_log_mode(MTR_LOG_NO_REDO);
	}

未完待续，下一个系列，我们将介绍一下undo的新特性，包括online truncated undo。

数据库内核月报－ 2016 / 06

MySQL · 特性分析 ·MySQL 5.7新特性系列二