乐观模式下分库分表合并迁移

    DM 支持在线上执行分库分表的 DDL 语句（通称 Sharding DDL），默认使用“悲观模式”，即当上游一个分表执行某一 DDL 后，这个分表的迁移会暂停，等待其他所有分表都执行了同样的 DDL 才在下游执行该 DDL 并继续数据迁移。这种“悲观协调”模式的优点是可以保证迁移到下游的数据不会出错，缺点是会暂停数据迁移而不利于对上游进行灰度变更。有些用户可能会花较长时间在单一分表执行 DDL，验证一定时间后才会更改其他分表的结构。在悲观模式迁移的设定下，这些 DDL 会阻塞迁移，binlog 事件会大量积压。

    因此，需要提供一种新的“乐观协调”模式，在一个分表上执行的 DDL，自动修改成兼容其他分表的语句后，立即迁移到下游，不会阻挡任何分表执行的 DML 的迁移。

    在任务的配置文件中指定 为 optimistic 则使用“乐观协调”模式，示例配置文件可以参考 DM 任务完整配置文件介绍。

    使用“乐观协调”模式有一定的风险，需要严格遵照以下方针：

    • 执行每个批次的 DDL 前和后，要确保每个分表的结构达成一致。
    • 进行灰度 DDL 时，只集中在一个分表上测试。
    • 灰度完成后，在其他分表上尽量以最简单直接的 DDL 迁移到最终的 schema，而不要重新执行灰度测试中对或错的每一步。
      • 例如：在分表执行过 ADD COLUMN A INT; DROP COLUMN A; ADD COLUMN A FLOAT;，在其他分表直接执行 ADD COLUMN A FLOAT 即可，不需要三条 DDL 都执行一遍。

    “乐观协调”模式暂不支持以下语句：

    • ALTER TABLE table_name ADD COLUMN column_name datatype NOT NULL（添加无默认值的 not null 的列）。
    • ALTER TABLE table_name ADD COLUMN column_name datetime DEFAULT NOW()（增加的列默认值不固定）。
    • ALTER TABLE table_name ADD COLUMN col1 INT, DROP COLUMN col2（在一个 DDL 语句中同时包含 ADD COLUMN 与 DROP COLUMN）。
    • ALTER TABLE table_name RENAME COLUMN column_1 TO column_2;（重命名列）。
    • ALTER TABLE table_name RENAME INDEX index_1 TO index_2;（重命名索引）。

    此外，不论是使用“乐观协调”或“悲观协调”，DM 仍是有以下限制：

    • 增量复制任务需要确保开始迁移的 binlog position 对应的各分表的表结构必须一致。
    • 进入 sharding group 的新表必须与其他成员的表结构一致（正在执行一个 DDL 批次时禁止 CREATE/RENAME TABLE）。
    • 不支持 DROP TABLE/DROP DATABASE。
    • 不支持 TRUNCATE TABLE。
    • 单条 DDL 语句要求仅包含对一张表的操作。
    • TiDB 不支持的 DDL 语句在 DM 也不支持。
    • 新增列的默认值不能包含 current_timestamp、rand()、uuid() 等，否则会造成上下游数据不一致。

    使用乐观模式迁移时，由于 DDL 会即时迁移到下游，若使用不当，可能导致上下游数据不一致。

    • 在分表上执行对数据具有破坏性的 DDL，然后尝试回滚，例：
      • 刪除一列 X，之后又把 X 加回來。

    例如以下三个分表合并迁移到 TiDB：

    在 tbl01 新增一列 ，默认值定为 0：

    optimistic-ddl-fail-example-2

    1. ALTER TABLE `tbl00` ADD COLUMN `Age` INT DEFAULT -1;

    此时所有来自 tbl00 的 Age 都不一致了。这是由于 DEFAULT 0 和 DEFAULT -1 互不兼容。虽然 DM 遇到这种情况会报错，但上下游不一致的问题就需要手动去解决。

    在“乐观协调”模式下，DM-worker 接收到来自上游的 DDL 后，会把更新后的表结构转送给 DM-master。DM-worker 会追踪各分表当前的表结构，DM-master 合并成可兼容来自每个分表 DML 的合成结构，然后把与此对应的 DDL 迁移到下游；对于 DML 会直接迁移到下游。

    optimistic-ddl-flow

    例如上游 MySQL 有三个分表（tbl00, tbl01 以及 tbl02），使用 DM 迁移到下游 TiDB 的 tbl 表中，如下图所示：

    在上游增加一列 Level：

    1. ALTER TABLE `tbl00` ADD COLUMN `Level` INT;

    optimistic-ddl-example-2

    此时下游 TiDB 要准备接受来自 tbl00 有 Level 的 DML、以及来自 tbl01 和 没有 Level 的 DML。

    这时候如下的 DML 无需修改就可以迁移到下游：

    optimistic-ddl-example-4

    在 tbl01 同样增加一列 Level：

    1. ALTER TABLE `tbl01` ADD COLUMN `Level` INT;

    此时下游已经有相同的 Level 列了，所以 DM-master 比较表结构之后不做任何操作。

    在 tbl01 刪除一列 Name：

    1. ALTER TABLE `tbl01` DROP COLUMN `Name`;

    此时下游仍需要接收来自 tbl00 和 tbl02 含 Name 的 DML 语句，因此不会立刻删除该列。

    同样，各种 DML 仍可直接迁移到下游：

    optimistic-ddl-example-7

    在 tbl02 增加一列 Level：

    1. ALTER TABLE `tbl02` ADD COLUMN `Level` INT;

    此时所有分表都已有 Level 列。

    在 tbl00 和 tbl02 各刪除一列 Name：

    optimistic-ddl-example-9

    到此步 Name 列也从所有分表消失了，所以可以安全从下游移除：