数据库内核月报 - 2015 / 01

MySQL · 谈古论今· key分区算法演变分析

本文说明一个物理升级导致的 "数据丢失"。

现象

在mysql 5.1下新建key分表,可以正确查询数据。

drop table t1;

create table t1 (c1 int , c2 int) 
PARTITION BY KEY (c2) partitions 5; 
insert into t1  values(1,1785089517),(2,null); 
mysql> select * from t1 where c2=1785089517;
+------+------------+
| c1   | c2         |
+------+------------+
|    1 | 1785089517 |
+------+------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from t1 where c2 is null;
+------+------+
| c1   | c2   |
+------+------+
|    2 | NULL |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

而直接用mysql5.5或mysql5.6启动上面的5.1实例,发现(1,1785089517)这行数据不能正确查询出来。

alter table t1 PARTITION BY KEY ALGORITHM = 1 (c2)  partitions 5;
mysql> select * from t1 where c2 is null;
+------+------+
| c1   | c2   |
+------+------+
|    2 | NULL |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from t1 where c2=1785089517;
Empty set (0.00 sec)

原因分析

跟踪代码发现,5.1 与5.5,5.6 key hash算法是有区别的。

5.1 对于非空值的处理算法如下

void my_hash_sort_bin(const CHARSET_INFO *cs __attribute__((unused)),
const uchar *key, size_t len,ulong *nr1, ulong *nr2)
{
const uchar *pos = key; 

key+= len;

for (; pos < (uchar*) key ; pos++)
{
nr1[0]^=(ulong) ((((uint) nr1[0] & 63)+nr2[0]) * 
((uint)*pos)) + (nr1[0] << 8);
nr2[0]+=3;
}
}

通过此算法算出数据(1,1785089517)在第3个分区

5.5和5.6非空值的处理算法如下

void my_hash_sort_simple(const CHARSET_INFO *cs,
const uchar *key, size_t len,
ulong *nr1, ulong *nr2)
{
register uchar *sort_order=cs->sort_order;
const uchar *end;

/* 
Remove end space. We have to do this to be able to compare
'A ' and 'A' as identical
*/        
end= skip_trailing_space(key, len);

for (; key < (uchar*) end ; key++)
{
nr1[0]^=(ulong) ((((uint) nr1[0] & 63)+nr2[0]) * 
((uint) sort_order[(uint) *key])) + (nr1[0] << 8);
nr2[0]+=3;
}
}

通过此算法算出数据(1,1785089517)在第5个分区,因此,5.5,5.6查询不能查询出此行数据。

5.1,5.5,5.6对于空值的算法还是一致的,如下

if (field->is_null())
{
nr1^= (nr1 << 1) | 1;
continue;
}

都能正确算出数据(2, null)在第3个分区。因此,空值可以正确查询出来。

那么是什么导致非空值的hash算法走了不同路径呢?在5.1下,计算字段key hash固定字符集就是my_charset_bin,对应的hash 函数就是前面的my_hash_sort_simple。而在5.5,5.6下,计算字段key hash的字符集是随字段变化的,字段c2类型为int对应my_charset_numeric,与之对应的hash函数为my_hash_sort_simple。具体可以参考函数Field::hash

那么问题又来了,5.5后为什么算法会变化呢?原因在于官方关于字符集策略的调整,详见WL#2649

兼容处理

前面讲到,由于hash 算法变化,用5.5,5.6启动5.1的实例,导致不能正确查询数据。那么5.1升级5.5,5.6就必须兼容这个问题.mysql 5.5.31以后,提供了专门的语法 ALTER TABLE … PARTITION BY ALGORITHM=1 [LINEAR] KEY … 用于兼容此问题。对于上面的例子,用5.5或5.6启动5.1的实例后执行

mysql> alter table t1 PARTITION BY KEY ALGORITHM = 1 (c2) partitions 5;
Query OK, 2 rows affected (0.02 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> select * from t1 where c2=1785089517;
+------+------------+
| c1   | c2         |
+------+------------+
|    1 | 1785089517 |
+------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

数据可以正确查询出来了。

而实际上5.5,5.6的mysql_upgrade升级程序已经提供了兼容方法。mysql_upgrade 执行check table xxx for upgrade 会检查key分区表是否用了老的算法。如果使用了老的算法,会返回

mysql> CHECK TABLE t1  FOR UPGRADE\G
*************************** 1\. row ***************************
Table: test.t1
Op: check
Msg_type: error
Msg_text: KEY () partitioning changed, please run:
ALTER TABLE `test`.`t1` PARTITION BY KEY /*!50611 ALGORITHM = 1 */ (c2)
PARTITIONS 5
*************************** 2\. row ***************************
Table: test.t1
Op: check
Msg_type: status
Msg_text: Operation failed
2 rows in set (0.00 sec)

检查到错误信息后会自动执行以下语句进行兼容。

ALTER TABLE `test`.`t1` PARTITION BY KEY /*!50611 ALGORITHM = 1 */ (c2) PARTITIONS 5。