MySQL分区表

一、背景
我们的业务只存近一段时间的数据,因此有大量表需要清理历史数据,目前使用的delete清理数据,存在以下问题。为避免同时支持大量delete,我们的清理任务只在低峰期串行执行,导致任务过多时需要排队,甚至失败的情况;数据清理使用delete语句,表数据量较大时,对数据库造成很大压力;即使我们删除了旧数据,已删除的数据仍占据存储空间,底层数据文件并没有立刻变小,以至于形成数据空洞。
查看MySQL官方文档时,发现了分区表,因此基于官方文档总结一下。
二、什么是分区表?
MySQL逻辑上为一个表,物理上存储在多个文件中,这是 MySQL 支持的功能(5.1 开始), 8.0 版本只 InnoDB 和 NDB 支持分区表。
三、分区表有啥优缺点?
优点:
和单个磁盘或文件系统分区相比,可以存储更多的数据。
优化查询:

where 子句中包含分区条件时,可以直接扫描必要的分区。

【MySQL分区表】涉及聚合函数的查询时,可以很容易地在每个分区上并行处理,最终只需汇总得到结果。
对于已经过期或者不需要保存的数据,可以通过删除与这些数据有关的分区来快速删除数据。
跨多个磁盘来分散数据查询,以获得更大的查询吞吐量。
缺点:
新建、删除分区操作的时候,会获取表的MDL锁,这是一把全局锁,可能会对业务产生慢查的影响;
分区表在执行alter语句时,比如增加、删除分区,更容易出现MDL锁冲突,引起慢查等情况;
InnoDB分区表不支持外键
四、分区类型
4.1 Range 分区
根据分区表键值的范围把数据存储到表的不同分区中,适用于以时间或日期作为分区类型,方便数据清理。
CREATE TABLE employees ( id INT NOT NULL, fname VARCHAR(30), lname VARCHAR(30), hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01', separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31', job_code INT NOT NULL, store_id INT NOT NULL ) PARTITION BY RANGE (store_id) ( PARTITION p0 VALUES LESS THAN (6), PARTITION p1 VALUES LESS THAN (11), PARTITION p2 VALUES LESS THAN (16), PARTITION p3 VALUES LESS THAN (21) ); -- 使用函数将日期转换 CREATE TABLE employees_1 ( id INT NOT NULL, fname VARCHAR(30), lname VARCHAR(30), hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01', separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31', job_code INT NOT NULL, store_id INT NOT NULL ) PARTITION BY RANGE (year(hired)) ( PARTITION p0 VALUES LESS THAN (6), PARTITION p1 VALUES LESS THAN (11), PARTITION p2 VALUES LESS THAN (16), PARTITION p3 VALUES LESS THAN (21) ); -- 使用date 或 datetime 例作为分区例时 可使用 RANGE COLUMNS 对表进行分区 CREATE TABLE employees_2 ( id INT NOT NULL, fname VARCHAR(30), lname VARCHAR(30), hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01', separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31', job_code INT NOT NULL, store_id INT NOT NULL ) PARTITION BY RANGE COLUMNS (hired) ( PARTITION p0 VALUES LESS THAN ('1970-01-01'), PARTITION p1 VALUES LESS THAN ('1971-01-01'), PARTITION p2 VALUES LESS THAN ('1972-01-01'), PARTITION p3 VALUES LESS THAN ('1973-01-01') );

小提示:
1.当插入数据分区不存在时会报错:Table has no partition for value xxx;
2.Range类型分区字段必须是数值,时间类型可用函数转换为数值;
3.分区字段列值可以为null,所有为null的数据将存在最小的分区中;
4.2 List分区
按分区键取值的列表进行分区,每一行数据须找到对应的分区列表,否则数据插入失败
CREATE TABLE employees ( id INT NOT NULL, fname VARCHAR(30), lname VARCHAR(30), hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01', separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31', job_code INT, store_id INT ) PARTITION BY LIST(store_id) ( PARTITION pNorth VALUES IN (3,5,6,9,17), PARTITION pEast VALUES IN (1,2,10,11,19,20), PARTITION pWest VALUES IN (4,12,13,14,18), PARTITION pCentral VALUES IN (7,8,15,16) );

小提示:
List分区表不存在 MAXVALUE 之类的,所以在设计时一定要全面评估,否则分区不存在时写入会报错;
可以显示指定一个null分区,eg: pxx values in (null);
如果没有指定null分区时,分区字段值为null会报错:Table has no partition for value NULL;
4.3 Hash分区
根据指定分区表达式的整数值以及分区数进行数据划分(mod函数)
CREATE TABLE employees_hash ( id INT NOT NULL, fname VARCHAR(30), lname VARCHAR(30), hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01', separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31', job_code INT,store_id INT ) PARTITION BY HASH(store_id) PARTITIONS 4;

小提示:
当分区表达式输出为null时,被当做0处理;
4.4 Key分区
按键分区类似于按哈希分区,只是哈希分区使用用户定义的表达式,用于键分区的哈希函数由 MySQL 服务器提供。NDB 集群为此使用 MD5() ; 对于使用其他存储引擎的表,服务器使用自己的内部哈希函数。
CREATE TABLE k1 ( id INT NOT NULL, name VARCHAR(20), UNIQUE KEY (id) ) PARTITION BY KEY() PARTITIONS 2;

小提示:
分区字段不填写时,可以不填写分区字段,优先使用主键作为分区字段,其次是唯一键;没有主键或唯一键时,分区字段必填
分区字段可以是非整数或null值;
当分区表达式输出为null时,被当做0处理;
4.3 子分区
子分区(subpartitioning)也称为复合分区(composite partitioning) ,是已分区表中每个分区的进一步划分
CREATE TABLE ts ( id INT, purchased DATE) PARTITION BY RANGE( YEAR(purchased) ) SUBPARTITION BY HASH( TO_DAYS(purchased) ) SUBPARTITIONS 2 ( PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1990), PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2000), PARTITION p2 VALUES LESS THAN MAXVALUE );

小提示:
每个分区必须具有相同数量的子分区;
五、分区管理
5.1 Range 和 List
-- 增加分区 alter table employees_list add partition (partition pxx values in (null)); ALTER TABLE tt ADD PARTITION (PARTITION p2 VALUES IN (7, 14, 21)); -- 删除分区 ALTER TABLE employees_list DROP PARTITION pxx; -- 将一个分区分为多个分区 ALTER TABLE employees_3REORGANIZE PARTITION employees_list INTO ( PARTITION n0 VALUES LESS THAN (1970), PARTITION n1 VALUES LESS THAN (1980) ); -- 清空分区 ALTER TABLE employees_3 TRUNCATE PARTITION pxx;

5.2 Hash 和 Key分区
-- 缩减n个分区 ALTER TABLE employees_hash COALESCE PARTITION 4; -- 增加n个分区 ALTER TABLE employees_hash ADD PARTITION PARTITIONS 6;

小提示:
使用COALESCE 减少分区数时,不能减少至0;
六、指定分区查询
-- 可以指定分区号或以分区字段作为条件 select * from employees_hired PARTITION (p2021) where store_id = 551 and hired >= '2020-12-31' and hired <= '2021-01-01'

七、分区表注意事项
  1. PRIMARY KEY、UNIQUE KEY 必须包含分区字段;
  2. 分区表达式支持函数,但不是所有函数都支持,存储过程、存储函数、可加载函数和插件都不支持,算术运算符支持 +、- 、* 、div,不支持"/",位运算也不支持;
  3. MySQL 8.0 仅InnoDB和NDB支持分区表,其他engine不支持;
  4. range 分区中,null 值会被当作最小值来处理;
  5. list 分区中,null 值必须出现在枚举列表中,否则不被接受;
  6. hash/key 分区中,null 值会被当作零值来处理。

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