前言：
在 MySQL 数据库中，随着数据的增删改操作，表空间可能会出现碎片化，这不仅会占用额外的存储空间，还可能降低表的扫描效率，特别是一些大表，在进行数据清理后会产生大量的碎片。本篇文章我们一起来学习下如何进行碎片回收以及相关注意点。
查看表碎片大小
一般 MySQL 数据库都是开启 innodb_file_per_table 参数的，这代表每个表使用独立的表空间，即每个表的数据及索引存储在一个独立的 表名.ibd 文件里，如果某个表有大量碎片，ibd 文件占用磁盘空间会非常大，碎片回收掉后 ibd 文件也会显著减小。
首先我们要确定哪些表需要进行回收碎片操作，MySQL 系统表 information.TABLES 中的 DATA_FREE 字段显示的是可用的空闲空间量（单位：字节），它可以帮助你估计碎片的程度，如果 DATA_FREE 很大，那么这个表的碎片量一般也比较大。
image.png
如果某个表比较大或者变动特别频繁，你可以看下这个表的 DATA_FREE 大小，看是否需要回收碎片，也可以从系统表中筛选出碎片量大于 100M 的表或者碎片率达到多少的表，这类表一般是需要进行碎片回收的。下面几条查询 SQL 可能对你有所帮助：
# 查看某个表的详细信息（包含碎片大小）
select
table_schema as '数据库',
TABLE_NAME as '表名',
sys.FORMAT_BYTES(data_length) as '数据容量',
sys.FORMAT_BYTES(index_length) as '索引容量',
sys.FORMAT_BYTES(data_length+index_length) as '总容量' ,
sys.FORMAT_BYTES(DATA_FREE) as '碎片大小'
from information_schema.tables where TABLE_SCHEMA = 'db_name' and TABLE_NAME = 'tb_name';
# 按碎片大小排序
SELECT t.TABLE_SCHEMA,
t.TABLE_NAME,
t.DATA_FREE,
sys.FORMAT_BYTES(DATA_LENGTH+INDEX_LENGTH) as '总容量' ,
sys.FORMAT_BYTES(DATA_FREE) as '碎片大小'
FROM information_schema.tables t
WHERE
t.table_schema NOT IN (
'mysql',
'information_schema',
'performance_schema',
'sys'
)
AND t.table_type = 'BASE TABLE' ORDER BY `DATA_FREE` DESC LIMIT 20
# 查看碎片率大于0.3的表
select
table_schema as '数据库',
TABLE_NAME as '表名',
sys.FORMAT_BYTES(DATA_LENGTH+INDEX_LENGTH) as '总容量' ,
sys.FORMAT_BYTES(DATA_FREE) as '碎片大小',
(DATA_FREE / (data_length + index_length)) AS '碎片率'
FROM information_schema.tables t
WHERE
t.table_schema NOT IN (
'mysql',
'information_schema',
'performance_schema',
'sys'
) AND t.table_type = 'BASE TABLE' and (DATA_FREE / (data_length + index_length)) > 0.3
以上三条 SQL 基本能覆盖日常所需场景，想要回收表碎片的话，可以按照不同场景执行相关 SQL 来查找，比如是想回收碎片比较多的表还是碎片率比较大的表。找到需要回收碎片的表后，下一步就是评估进行正式回收碎片操作了。
回收表碎片
对于 InnoDB 存储引擎的表，可以用 optimize table table_name; 或者 alter table table_name engine = innodb; 两种方式进行回收。
OPTIMIZE TABLE 对于 InnoDB 表来说，实际上会执行一个重建表的操作，这与 ALTER TABLE ... FORCE 类似。这个过程会重新组织表的数据和索引，更新索引统计信息，并释放聚簇索引中未使用的空间。它可以在一定程度上减少表占用的空间，并提高访问表时的 IO 效率。OPTIMIZE TABLE 对于常规的和分区的 InnoDB 表使用 online DDL ，这减少了并发的 DML 操作的停机时间。OPTIMIZE TABLE 仅在操作的准备阶段和提交阶段短暂地获取独占的表锁，在准备阶段，元数据会被更新并且创建一个中间表，在提交阶段，将提交表元数据更改。
ALTER TABLE ... ENGINE = InnoDB 命令实际上是将表的存储引擎重新设置为 InnoDB 。在这个过程中，MySQL 会对表进行重建，会回收掉未使用的空间。在 5.6 及以后的版本中，这个操作会使用 Online DDL ，减少对并发 DML 操作的影响。它通过创建一个临时文件，扫描表的数据页，并将操作记录在日志文件中，最后将临时文件替换原表的数据文件。此方法只适用于 InnoDB 引擎表。
总的来说，两者都可以用于整理 InnoDB 表的碎片，但是 OPTIMIZE TABLE 更侧重于专门的碎片整理和空间回收，还可以用于其他存储引擎。而 ALTER TABLE ... ENGINE=InnoDB 主要是更改存储引擎属性时附带的一些空间优化。在实际使用中，可以根据具体情况选择合适的方式来回收 InnoDB 表的空间。
需要注意的一点是，尽管二者操作都是 Online DDL ，但回收操作还是尽量在业务低峰期执行，特别是大表，回收操作还是需要一段时间的。除此之外，要确保有足够的磁盘空间进行回收操作，因为执行期间会生成临时文件，进一步占用磁盘空间，执行完成后才会删除临时文件。例如你要对一个 200G 的表进行回收操作，预估能回收掉 50G 碎片，则要确保磁盘空间至少剩余 150G，一般建议剩余空间在表大小以上。如果你的磁盘剩余空间不足则无法完成回收操作。
总结：
本篇文章介绍了如何查看 InnoDB 表的碎片以及如何进行回收。生产环境中，建议定期巡检 MySQL 系统中的表碎片，并在业务低峰期执行回收操作。回收表碎片是一种良好的数据库维护实践，可以提高数据库查询性能，同时也可以提高存储效率和管理简便性。
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