gh-ost原理

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工作流程

  1. 初始化设置&验证

初始化设置不是一个并发操作。

  • 连接从库(推荐)/主库,检查主库标志
  • 预验证ALTER语句
  • 初始化验证:权限以及表是否存在
  • 创建changelog和ghost表
  • 在ghost表上执行ALTER语句
  • 对比原表和ghost表的结构,检查共享列,共享唯一键,验证是否有外键,选择共享的唯一键,这个键用于处理表的唯一标识,比如数据迁移等
  • 开始监听binlog,监听changelog表的事件
  • 在changelog表上注入”good to go”的记录(被二进制日志拦截)
  • 开始监听原表DML的binlog事件
  • 获取之前原表和ghost表的共享唯一键在原表上的最小值和最大值
  1. 数据复制流程

该步骤包括多个移动部分,所有操作相互协调并发执行。

  • 设置一个心跳机制:频繁的写入到change log表(这是一个低负载的操作,_xx_ghc)
  • 心跳机制不断的更新状态
  • 定期(频繁)检查潜在的节流信息或者提示
  • 在原表上通过行范围控制,将原表数据拆分为一个chunk一个chunk,并且添加到数据迁移任务队列中
  • 通过binlog获取原表的DML语句,并且添加到binlog重播任务队列中
  • 处理数据迁移任务队列和binlog重播任务队列,并将其顺序的应用到ghost表上(当遇到节流操作或者hint提示时,将会暂停该操作)
  • 当数据迁移与binlog重播完成后,将会在changelog表上注入/拦截”copy all done”的记录
  • -postpone-cut-over-flag-file参数设置的文件存在时,将会推迟接下来的cut-over操作(但是原表的DML操作依旧会通过binlog应用到ghost表上)
  1. 结束操作:交换表流程
  • 将原表加上写锁,binlog事件会继续应用在gh-ost上(该步骤是个异步操作,因此即使表被锁住,gh-ost仍然可以处理队列中未处理完的binlog事件)

  • 将原表rename为_tablename_del表,ghost则rename为tablename表

  • 清理工作:删除需要被清除的表

说明

_table_ghc:changelog表,监听binlog和监听事件,能够准确获取当前进度
_table_gho:ghost表,修改完表结构的新表

cut-over操作步骤

原表:tbl
旧表:tbl_old
镜像表:_tbl_gho

c1~9 c10 c11~19 c20 c21~
app dml
create table tbl_old(id int primary key)comment='magic-be-here'
lock table tbl Write,tbl_old Write;
blocked:app dml
blocked:rename table tbl to tbl_old,_tbl_gho to tbl;
apply binlog blocked:app dml
drop table tbl_old
unlock tables
blocked release:RENAME成功
blocked release:app dml正常执行 blocked release:app dml正常执行

核心参数

gh-ost --help

-allow-master-master:

是否允许gh-ost运行在双主复制架构中,一般与-assume-master-host参数一起使用

-allow-nullable-unique-key:

允许gh-ost在数据迁移依赖的唯一键可以为NULL,默认为不允许为NULL的唯一键。如果数据迁移(migrate)依赖的唯一键允许NULL值,则可能造成数据不正确,请谨慎使用。

-allow-on-master:

允许gh-ost直接运行在主库上。默认gh-ost连接的从库。

-alter string:

DDL语句

-assume-master-host string:

为gh-ost指定一个主库,格式为”ip:port”或者”hostname:port”。在这主主架构里比较有用,或则在gh-ost发现不到主的时候有用。

-assume-rbr:

确认gh-ost连接的数据库实例的binlog_format=ROW的情况下,可以指定-assume-rbr,这样可以禁止从库上运行stop slave,start slave,执行gh-ost用户也不需要SUPER权限。

-chunk-size int:

在每次迭代中处理的行数量(允许范围:100-100000),默认值为1000。

-concurrent-rowcount:

该参数如果为True(默认值),则进行row-copy之后,估算统计行数(使用explain select count(*)方式),并调整ETA时间,否则,gh-ost首先预估统计行数,然后开始row-copy。

-conf string:gh-ost的配置文件路径。

-critical-load string:

一系列逗号分隔的status-name=values组成,当MySQL中status超过对应的values,gh-ost将会退出。-critical-load Threads_connected=20,Connections=1500,指的是当MySQL中的状态值Threads_connected>20,Connections>1500的时候,gh-ost将会由于该数据库严重负载而停止并退出。

-critical-load-hibernate-seconds int :

负载达到critical-load时,gh-ost在指定的时间内进入休眠状态。它不会读/写任何来自任何服务器的任何内容。

-critical-load-interval-millis int:

当值为0时,当达到-critical-load,gh-ost立即退出。当值不为0时,当达到-critical-load,gh-ost会在-critical-load-interval-millis秒数后,再次进行检查,再次检查依旧达到-critical-load,gh-ost将会退出。

-cut-over string:

选择cut-over类型:

atomic/two-step,atomic(默认)类型的cut-over是github的算法,two-step采用的是facebook-OSC的算法。

-cut-over-exponential-backoff

-cut-over-lock-timeout-seconds int:

gh-ost在cut-over阶段最大的锁等待时间,当锁超时时,gh-ost的cut-over将重试。(默认值:3)

-database string:

数据库名称。

-default-retries int:

各种操作在panick前重试次数。(默认为60)

-dml-batch-size int:

在单个事务中应用DML事件的批量大小(范围1-100)(默认值为10)

-exact-rowcount:

准确统计表行数(使用select count(*)的方式),得到更准确的预估时间。

-execute:

实际执行alter&migrate表,默认为noop,不执行,仅仅做测试并退出,如果想要ALTER TABLE语句真正落实到数据库中去,需要明确指定-execute

-exponential-backoff-max-interval int

-force-named-cut-over:

如果为true,则'unpostpone | cut-over'交互式命令必须命名迁移的表

-heartbeat-interval-millis int:

gh-ost心跳频率值,默认为500

-initially-drop-ghost-table:

gh-ost操作之前,检查并删除已经存在的ghost表。该参数不建议使用,请手动处理原来存在的ghost表。默认不启用该参数,gh-ost直接退出操作。

-initially-drop-old-table:

gh-ost操作之前,检查并删除已经存在的旧表。该参数不建议使用,请手动处理原来存在的ghost表。默认不启用该参数,gh-ost直接退出操作。

-initially-drop-socket-file:

gh-ost强制删除已经存在的socket文件。该参数不建议使用,可能会删除一个正在运行的gh-ost程序,导致DDL失败。

-max-lag-millis int:

主从复制最大延迟时间,当主从复制延迟时间超过该值后,gh-ost将采取节流(throttle)措施,默认值:1500s。

-max-load string:

逗号分隔状态名称=阈值,如:'Threads_running=100,Threads_connected=500'. When status exceeds threshold, app throttles writes

-migrate-on-replica:

gh-ost的数据迁移(migrate)运行在从库上,而不是主库上。

-nice-ratio float:

每次chunk时间段的休眠时间,范围[0.0…100.0]。0:每个chunk时间段不休眠,即一个chunk接着一个chunk执行;1:每row-copy 1毫秒,则另外休眠1毫秒;0.7:每row-copy 10毫秒,则另外休眠7毫秒。

-ok-to-drop-table:

gh-ost操作结束后,删除旧表,默认状态是不删除旧表,会存在_tablename_del表。

## 特点:终止运行
-panic-flag-file string:

当这个文件被创建,gh-ost将会立即退出。

-password string :

MySQL密码

-port int :

MySQL端口,最好用从库

-postpone-cut-over-flag-file string:

当这个文件存在的时候,gh-ost的cut-over阶段将会被推迟,数据仍然在复制,直到该文件被删除。

-skip-foreign-key-checks:

确定你的表上没有外键时,设置为'true',并且希望跳过gh-ost验证的时间-skip-renamed-columns ALTER

-switch-to-rbr:

让gh-ost自动将从库的binlog_format转换为ROW格式。

-table string:

表名

## 特点:暂停/恢复
-throttle-additional-flag-file string:

当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数可以用在多个gh-ost同时操作的时候,创建一个文件,让所有的gh-ost操作停止,或者删除这个文件,让所有的gh-ost操作恢复。

-throttle-control-replicas string:

列出所有需要被检查主从复制延迟的从库。

-throttle-flag-file string:

当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数适合控制单个gh-ost操作。-throttle-additional-flag-file string适合控制多个gh-ost操作。

-throttle-query string:

节流查询。每秒钟执行一次。当返回值=0时不需要节流,当返回值>0时,需要执行节流操作。该查询会在数据迁移(migrated)服务器上操作,所以请确保该查询是轻量级的。

-timestamp-old-table:

在旧表名中使用时间戳。这会使旧表名称具有唯一且无冲突的交叉迁移。

-user string :MYSQL用户

限流

gh-ost 可以通过 unix socket 文件或者 TCP 端口(可配置)的方式来监听请求,DBA 可以在命令运行后更改相应的参数,参考下面的例子:
打开限流

echo throttle | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock

_b_ghc 中会多一条记录

331 | 2019-08-31 23:23:00 | throttle at 1567264980930907070 | done throttling

关闭限流

no-throttle | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock

_b_ghc 中会多一条记录

347 | 2019-08-31 23:24:09 | throttle at 1567265049830789079 | commanded by user

改变执行参数:chunk-size= 1024, max-lag-millis=100, max-load=Thread_running=23 这些参数都可以在运行时动态调整。

echo chunk-size=1024 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock

echo max-lag-millis=100 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock

echo max-load=Thread_running=23 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock

阿里云RDS使用gh-ost参数参考

#!/bin/bash

timeExt=`date '+%Y%m%d%H%M%S'`
echo '-------------------------Begin `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'` -----------------------------------'
 
masterIp='IP地址'
masterPort=端口号
dbName='DBNAME'
tbName='TBALEAME'
alterSQL="SQL语句"

/home/super/.gh-ost \
--user="${USERNAME}" \
--password="${PASSWORD}" \
--aliyun-rds \                          # 阿里云必要参数
--assume-rbr \                          # 确实binlog_format是row格式
--allow-on-master  \                    # 允许在master节点直接执行
--cut-over-lock-timeout-seconds=1 \
--dml-batch-size=10 \
--chunk-size=3000 \                     # 处理行数
--verbose \                             # 详细信息
--cut-over=default \                    # 切换方式atomic
--exact-rowcount \                      # 精确计算行数
--concurrent-rowcount \                 # 默认是ture,但开始copy数据时计算行数
--heartbeat-interval-millis=2000 \
--serve-socket-file=./ops-ghost.sock \
--throttle-flag-file=./ops-ghost.pause.flag \           # 当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数适合控制单个gh-ost操作。-throttle-additional-flag-file string适合控制多个gh-ost操作。
--panic-flag-file=./ops-ghost.panic.flag \              # 当这个文件被创建,gh-ost将会立即退出
--assume-master-host="${masterIp}:${masterPort}" \      # 为gh-ost指定一个主库,格式为”ip:port”或者”hostname:port”。在这主主架构里比较有用,或则在gh-ost发现不到主的时候有用
--host="${masterIp}"  \
--port=${masterPort} \
--database="${dbName}"  \
--table="${tbName}"  \
--alter="${alterSQL}" \
--timestamp-old-table \                                 # 在旧表名中使用时间戳。这会使旧表名称具有唯一且无冲突的交叉迁移
--initially-drop-ghost-table --execute


echo '----------------------END `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'` ------------------------------------------'

参考链接
Triggerless design
gh-ost 在线 ddl 变更工具
gh-ost解析
gh-ost和pt-osc 的对比测试
gh-ost和pt-osc性能对比

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