使用方法

使用的实例如下：

这里没有增加新的语法，只是增加了新的InnoDB的记录格式，alter语句保持一致。 可以通过SHOW CREATE TABLE或者查询information_schema.tables查看ROW_FORMAT。

  2. *************************** 1. row ***************************
  3.        Table: test
  4. Create Table: CREATE TABLE `test` (
  5.   `id` int(11) NOT NULL,
  6.   `name` varchar(100) DEFAULT NULL,
  7.   `col1` int(11) DEFAULT NULL,
  8.   PRIMARY KEY (`id`),
  9.   KEY `name` (`name`)
  10. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 ROW_FORMAT=COMFORT
  11. 1 row in set (0.00 sec)

AliSQL设计了一种新的记录格式，命名为comfort，其格式从compact演化而来：

Compact行记录的格式:

  • 变长字段长度列表：如果列的长度小于255字节，用1字节表示；如果大于255个字节，用2字节表示。
  • NULL标志位：表明该行数据是否有NULL值。占一个字节。
  • 记录头信息：固定占用5字节,每位的含义见下表：

新的Comfort记录格式如下：

其中：

  1. 新增N_fields占用1或者2个Bytes来标识当前记录的column数量: 当记录数小于128个时，占用1个Bytes 当大于等于128时，使用2个Bytes。

实现逻辑

假设变更的case如下：

  1. CREATE TABLE `test` (
  2.   `id` int(11) NOT NULL,
  4.   PRIMARY KEY (`id`),
  5.   KEY `name` (`name`)
  6. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 ROW_FORMAT=COMFORT；
  8. alter table test add col1 int;

2.变更数据字典SYS_COLUMNS，新增一条记录，即新增的column
InnoDB的变更语句如下：

  1.        trx->op_info = "inserting column in SYS_COLUMNS";
  2.        error = que_eval_sql(
  3.                info,
  4.                "PROCEDURE INSERT_SYS_COLUMNS_PROC () IS\n"
  5.                "BEGIN\n"
  6.                "INSERT INTO SYS_COLUMNS VALUES\n"
  7.                "(:table_id, :pos, :name, :mtype, :prtype, :len, :prec);\n"
  9.                FALSE, trx);

3. 变更dictionary cache中的dict_table_t对象 新的column需要追加到dict_table_t定义的column数组中，

变更前： table->columns: (id, name, row_id, trx_id, undo_ptr)

变更后： table->columns: (id, name, col1, row_id, trx_id, undo_ptr)

其代码如下：

4. 变更Dictionary Cache中的dict_index_t对象（Cluster index）

变更前： Primary key的field数组如下: (id, trx_id, undo_ptr, name)

变更后： Primary key的field数组如下: (id, trx_id, undo_ptr, name， col1)

  1.        /*The new column will added into after last field in dict_index_t */
  2.        for (ulint i = 0; i < n_fields; i++) {
  3.                if (dfield->col->ind < n_cols - DATA_N_SYS_COLS) {
  4.                        col = dict_table_get_nth_col(user_table, dfield->col->ind);
  5.                } else {
  6.                        col = dict_table_get_nth_col(user_table, dfield->col->ind + 1);
  7.                }
  8.                dict_index_add_col(clust_index, user_table, col, dfield->prefix_len);
  9.        }
  10.        col = dict_table_get_nth_col(user_table, n_cols - DATA_N_SYS_COLS);

5. 变更Dictionary Cache中的dict_index_t对象(Secondary index)

变更前： secondary index的field数组：(name, id)

变更后： secondary index的field数组：(name, id)

在变更前后，二级索引所对应的fields没有发生变化，fields所对应的column的位置也没有变更，只是因为dict_table_t对象的columns对象重建了，所以需要变更一下field做引用的culumn，这里需要reload一下即可。

InnoDB原生的Online方式的步骤大致是：

  1. 持有exclusive MDL lock，
  2. 根据变更后的表结构新建临时表，
  3. 新建log表，记录原表的变更
  4. MDL降级为shared 锁，原表允许DML，
  5. copy数据到新的临时表，并持续copy log表中的记录
  6. MDL升级为exclusive
  7. apply完log表中所有的记录，并rename表
  8. 删除老表，完成变更

InnoDB新的Dynamic方式的步骤大致是：

  1. 持有exclusive MDL lock，
  2. 降级为shared的锁，允许DML
  3. 升级为exclusive锁
  4. 变更数据字典（SYS_TABLES, SYS_COLUMNS）
  5. 释放MDL锁

测试情况：

Compact格式的表加字段，共计20W多条记录的情况下，耗时25.98s。 y.png

总结

动态加字段能够在不copy记录的情况下，秒级完成结构的变更，大大方便了运维DBA人员的日常变更，这个功能patch已经开源在AliSQL版本。 如果有兴趣，可以关注AliSQL的开源项目：