Online DDL - PolarDB: Central de Documentação do Alibaba Cloud

Alterações de schema em bancos de dados ativos envolvem riscos: bloqueios prolongados de tabela podem paralisar sua aplicação. O Online DDL no PolarDB-X minimiza o bloqueio de tabelas para permitir a execução simultânea de operações DDL e transações DML, mantendo o banco de dados responsivo durante as mudanças de schema.

Pré-requisitos

Antes de executar operações de Online DDL, confirme os seguintes itens:

A versão do nó de computação deve ser 5.4.16-16717637 ou posterior para habilitar a gravação múltipla assíncrona em operações DDL executadas logicamente. Consulte Notas de versão.
Os requisitos de versão e condições variam conforme o tipo de DDL. Consulte Instruções de partição, Instant ADD COLUMN, Alterar tipos de coluna sem bloquear tabelas, Sequence, Colunas geradas, Como usar índices secundários globais e Instruções de grupo de tabelas.

Como funciona

O PolarDB-X executa comandos DDL de duas formas, dependendo do tipo de operação.

O DDL executado fisicamente é enviado aos nós de dados. O nó de computação gerencia o encaminhamento no nível de shard, a coordenação e os metadados. Operações desta categoria — CREATE LOCAL INDEX, ALTER/ADD COLUMN e CREATE/DROP TABLE — seguem os mesmos princípios de execução online do MySQL DDL.

O DDL executado logicamente roda inteiramente nos nós de computação. Ao iniciar uma operação DDL lógica, o sistema cria uma tabela temporária, copia os dados existentes para ela e captura simultaneamente as atualizações incrementais de DML. Após a sincronização dos dados históricos e incrementais, o sistema transfere o tráfego da tabela original para a temporária sem bloqueá-la. Esta categoria inclui GLOBAL INDEX, CREATE/DROP PARTITION, CREATE/DROP PRIMARY KEY e Alterar tipos de coluna sem bloquear tabelas.

Impacto de cada tipo de DDL na carga de trabalho

Para avaliar o impacto de uma operação DDL no banco de dados, verifique três aspectos:

Bloqueio de tabela

O Online DDL bloqueia comandos DML apenas por alguns segundos durante a troca final de tabela. Durante a maior parte da execução, o DML roda livremente.
Operações DDL não online mantêm a tabela bloqueada durante todo o processo.

Preenchimento de dados (backfill)

Operações que alteram apenas metadados — como INSTANT ADD COLUMN e RENAME TABLE — são concluídas instantaneamente, sem necessidade de backfill.
Os comandos DROP TABLE e DROP INDEX modificam metadados e removem arquivos físicos rapidamente, também sem backfill.
Todas as demais operações DDL copiam os dados originais para novos índices clusterizados ou secundários. O tempo de execução varia conforme o volume de dados, a concorrência e as especificações da instância.

Gravação múltipla síncrona

Operações DDL executadas logicamente que exigem backfill precisam também gravar o tráfego DML concomitante na tabela temporária. Como essas gravações múltiplas utilizam transações distribuídas para garantir atomicidade, as operações DML rodam como operações lógicas nesse período, o que reduz o desempenho do DML online.

Para minimizar esse impacto, o PolarDB-X implementa gravação múltipla assíncrona para MOVE/SPLIT PARTITION, Alterar tipos de coluna sem bloquear tabelas e REBALANCE. O tráfego DML é armazenado em cache e reexecutado após a conclusão do backfill, reduzindo conflitos e encurtando a janela de degradação de desempenho.

No caso de DDL executado fisicamente com backfill de dados e sem bloqueio, a gravação múltipla assíncrona nativa ocorre automaticamente via logs online. Operações sem backfill não exigem gravação múltipla.

Referência de recursos do Online DDL

Importante

Ao usar MODIFY COLUMN ou CHANGE COLUMN, sempre especifique os atributos completos da coluna. A omissão de atributos pode causar modificações inesperadas. Execute SHOW FULL CREATE TABLE TABLE_NAME para visualizar as definições completas das colunas antes de fazer alterações.

Operações de índice

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Criar um índice secundário local (LSI)	Não	Não	Não	Sim	—
Excluir um LSI	Não	Não	Não	Não	—
Renomear um LSI	Não	Não	Não	Não	—
Criar um índice secundário global (GSI)	Sim	Não	Sim	Sim	Não
Excluir um GSI	Sim	Não	Não	Não	—
Renomear um GSI	Sim	Não	Não	Não	—

Operações de tabela

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Modificar o formato de linha (ROW_FORMAT)	Não	Não	Sim	Sim	—
OPTIMIZE TABLE	Não	Não	Sim	Sim	—
Renomear uma tabela	Não	Não	Não	Não	—
Modificar o conjunto de caracteres padrão	Não	Não	Sim	Sim	—
Converter o conjunto de caracteres	Não	Sim	Sim	Sim	—
Truncar uma tabela sem GSIs (TRUNCATE TABLE WITHOUT GSI)	Não	Não	Sim	Não	—
Truncar uma tabela com GSIs (TRUNCATE TABLE WITH GSI)	Sim	Não	Sim	Não	—

Operações de partição

Os recursos de Online DDL nesta tabela aplicam-se tanto a grupos de tabelas quanto a tabelas individuais.

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Migrar uma partição	Sim	Não	Sim (apenas partições relevantes)	Sim	Sim*
Dividir uma partição	Sim	Não	Sim (apenas partições relevantes)	Sim	Sim*
Mesclar partições	Sim	Não	Sim (apenas partições relevantes)	Sim	Não
Adicionar uma partição	Sim	Não	Não	Não†	—
Excluir uma partição	Sim	Não	Não	Não‡	—
Reorganizar partições	Sim	Não	Sim (apenas partições relevantes)	Sim	Não
Limpar uma partição	Sim	Não	Não	Não	—
Renomear uma partição	Sim	Não	Não	Não	—
Modificar uma partição	Sim	Não	Sim (apenas partições relevantes)	Sim	Não

\* Condições para gravação múltipla assíncrona na migração de partição:

Tabelas lógicas e GSIs com chave primária explícita ou implícita: suportado.
Índices secundários globalmente únicos (sem chave primária): não suportado.

† Comportamento de backfill ao adicionar uma partição:

Tabela RANGE ou RANGE COLUMNS sem partição MAXVALUE: backfill desnecessário. Caso contrário, ocorre backfill de dados de partições específicas.
Tabela LIST ou LIST COLUMNS sem partição DEFAULT: backfill desnecessário. Caso contrário, ocorre backfill de dados de partições específicas.

‡ Comportamento de backfill ao excluir uma partição:

Tabela RANGE ou RANGE COLUMNS: sem backfill ao excluir a última partição; backfill necessário para as demais.
Tabela LIST ou LIST COLUMNS sem partição DEFAULT: backfill desnecessário. Caso contrário, o backfill é obrigatório.

Operações de sequence

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Criar uma sequence	Sim	Não	Não	Não	—
Excluir uma sequence	Sim	Não	Não	Não	—
Modificar atributos da sequence	Sim	Não	Não	Não	—
Converter o tipo da sequence	Sim	Não	Não	Não	—

Operações comuns de coluna

Importante

As operações de coluna dividem-se em operações comuns (sem relação com chave primária, chaves de partição ou colunas geradas), alterações de chave primária e de partição, e operações de colunas geradas. Execute SHOW FULL CREATE TABLE TABLE_NAME para visualizar os atributos completos da coluna antes de determinar a categoria da operação.

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Adicionar uma coluna (ver Nota 1)	Não	Não	Sim	Sim	—
Excluir uma coluna	Não	Não	Sim	Sim	—
Renomear uma coluna	Não	Não	Não	Não	—
Alterar a ordem das colunas	Não	Não	Sim	Sim	—
Alterar o valor padrão de uma coluna	Não	Não	Não	Não	—
Remover o valor padrão de uma coluna	Não	Não	Não	Não	—
Modificar o tipo de dados de uma coluna	Não	Sim	Sim	Sim	—
Aumentar o comprimento de uma coluna VARCHAR (ver Nota 2 e Nota 3)	Não	Não	Não	Não	—
Aumentar o comprimento de uma coluna CHAR (ver Nota 3)	Não	Sim	Sim	Sim	—
Alterar uma coluna para NULL	Não	Não	Sim	Sim	—
Alterar uma coluna para NOT NULL*	Não	Não	Sim	Sim	—

\* Se o SQL_MODE contiver strict_trans_tables ou strict_all_tables, trata-se de uma operação online. Caso contrário, utiliza-se o algoritmo COPY, que bloqueia a tabela e copia os dados.

Nota 1 — Opções de algoritmo para adição de coluna:

Quando se especifica explicitamente ALGORITHM=INSTANT ou ALGORITHM=OMC, o comportamento muda:

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Instant ADD COLUMN	Não	Não	Não	Não	—
Alterar o tipo de coluna online	Sim	Não	Sim	Sim	Sim

Nota 2 — Extensão de VARCHAR em nós de dados 5,7 vs. 8,0:

Nós de dados 5,7 permitem aumentar o comprimento de colunas VARCHAR com o algoritmo INPLACE. Nós de dados 8,0 não oferecem esse suporte.

O overhead de armazenamento muda no limite de 256 bytes: colunas com até 255 bytes usam 1 byte para armazenar o comprimento; colunas com 256 bytes ou mais usam 2 bytes. Aumentar uma coluna VARCHAR além desse limite exige mais do que uma simples alteração de metadados.

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Aumentar comprimento de VARCHAR para mais de 256 bytes	Não	Não	Sim	Sim	—

Nota 3 — Extensão de CHAR em nós de dados 5,7 vs. 8,0:

Nós de dados 5,7 permitem aumentar o comprimento de colunas CHAR com o algoritmo INPLACE. Nós de dados 8,0 não oferecem esse suporte.

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Aumentar comprimento de coluna CHAR	Não	Não	Sim	Sim	—

Operações de chave primária e coluna de sharding

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Adicionar uma chave primária	Sim	Não	Sim	Sim	Não
Excluir a chave primária original e adicionar uma nova	Sim	Não	Sim	Sim	Não
Alterar o método de sharding, o número de shards ou as colunas de sharding	Sim	Não	Sim (GSI ou tabela primária recriada)	Sim	Não
Alterar a definição da coluna de sharding de um GSI ou tabela primária	Sim	Não	Sim (GSI ou tabela primária recriada)	Sim	Não

Operações de coluna gerada

Operação	Executada logicamente	Bloqueia a tabela	Reconstrói a tabela	Faz backfill de dados	Gravação múltipla assíncrona
Adicionar uma coluna virtual	Não	Não	Não	Não	—
Remover uma coluna virtual	Não	Não	Não	Não	—
Adicionar uma coluna armazenada	Não	Sim	Sim	Sim	—
Remover uma coluna armazenada	Não	Não	Sim	Sim	—
Adicionar uma coluna lógica	Sim	Não	Sim	Sim	Não
Remover uma coluna lógica	Sim	Não	Sim	Sim	—

Controlar o comportamento da execução online

O PolarDB-X oferece controle direto sobre o algoritmo de execução usado por uma operação DDL:

Para adicionar uma coluna sem backfill de dados, especifique ALGORITHM=INSTANT. Isso aciona o recurso Instant ADD COLUMN, que conclui a operação modificando apenas metadados.
Para modificar uma coluna online sem bloquear a tabela, especifique ALGORITHM=OMC. Isso utiliza execução lógica (online modify column).
DDLs executados logicamente rodam online por padrão, sem necessidade de especificação especial.
Para que DDLs executados fisicamente (operações comuns de coluna e de índice local) rodem online, especifique ALGORITHM=INPLACE. Se a operação não suportar execução online, um erro será retornado. Caso suporte, a operação é executada diretamente.

O que esperar durante um DDL em tabela grande

Em operações DDL que fazem backfill de dados — como criar um GSI em uma tabela grande ou dividir uma partição — considere os pontos abaixo:

Impacto no desempenho de DML durante o backfill: Em operações DDL executadas logicamente sem suporte a gravação múltipla assíncrona, o DML online roda como operações lógicas até a conclusão do backfill. Sempre que possível, planeje DDLs em tabelas grandes durante janelas de baixo tráfego.
Consumo de recursos: O backfill copia dados para novos índices. O tempo de execução depende do volume de dados, da concorrência e das especificações da instância.
A tabela permanece acessível: O Online DDL bloqueia o DML apenas por alguns segundos durante a troca final de tabela. Sua aplicação continua lendo e gravando normalmente durante toda a operação.

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