gh-ost原理

作者: Darui30 | 来源:发表于2019-11-01 21:20 被阅读0次

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    工作流程

    1. 初始化设置&验证

    初始化设置不是一个并发操作。

    • 连接从库(推荐)/主库,检查主库标志
    • 预验证ALTER语句
    • 初始化验证:权限以及表是否存在
    • 创建changelog和ghost表
    • 在ghost表上执行ALTER语句
    • 对比原表和ghost表的结构,检查共享列,共享唯一键,验证是否有外键,选择共享的唯一键,这个键用于处理表的唯一标识,比如数据迁移等
    • 开始监听binlog,监听changelog表的事件
    • 在changelog表上注入”good to go”的记录(被二进制日志拦截)
    • 开始监听原表DML的binlog事件
    • 获取之前原表和ghost表的共享唯一键在原表上的最小值和最大值
    1. 数据复制流程

    该步骤包括多个移动部分,所有操作相互协调并发执行。

    • 设置一个心跳机制:频繁的写入到change log表(这是一个低负载的操作,_xx_ghc)
    • 心跳机制不断的更新状态
    • 定期(频繁)检查潜在的节流信息或者提示
    • 在原表上通过行范围控制,将原表数据拆分为一个chunk一个chunk,并且添加到数据迁移任务队列中
    • 通过binlog获取原表的DML语句,并且添加到binlog重播任务队列中
    • 处理数据迁移任务队列和binlog重播任务队列,并将其顺序的应用到ghost表上(当遇到节流操作或者hint提示时,将会暂停该操作)
    • 当数据迁移与binlog重播完成后,将会在changelog表上注入/拦截”copy all done”的记录
    • -postpone-cut-over-flag-file参数设置的文件存在时,将会推迟接下来的cut-over操作(但是原表的DML操作依旧会通过binlog应用到ghost表上)
    1. 结束操作:交换表流程
    • 将原表加上写锁,binlog事件会继续应用在gh-ost上(该步骤是个异步操作,因此即使表被锁住,gh-ost仍然可以处理队列中未处理完的binlog事件)

    • 将原表rename为_tablename_del表,ghost则rename为tablename表

    • 清理工作:删除需要被清除的表

    说明

    _table_ghc:changelog表,监听binlog和监听事件,能够准确获取当前进度
    _table_gho:ghost表,修改完表结构的新表

    cut-over操作步骤

    原表:tbl
    旧表:tbl_old
    镜像表:_tbl_gho

    c1~9 c10 c11~19 c20 c21~
    app dml
    create table tbl_old(id int primary key)comment='magic-be-here'
    lock table tbl Write,tbl_old Write;
    blocked:app dml
    blocked:rename table tbl to tbl_old,_tbl_gho to tbl;
    apply binlog blocked:app dml
    drop table tbl_old
    unlock tables
    blocked release:RENAME成功
    blocked release:app dml正常执行 blocked release:app dml正常执行

    核心参数

    gh-ost --help
    
    -allow-master-master:
    
    是否允许gh-ost运行在双主复制架构中,一般与-assume-master-host参数一起使用
    
    -allow-nullable-unique-key:
    
    允许gh-ost在数据迁移依赖的唯一键可以为NULL,默认为不允许为NULL的唯一键。如果数据迁移(migrate)依赖的唯一键允许NULL值,则可能造成数据不正确,请谨慎使用。
    
    -allow-on-master:
    
    允许gh-ost直接运行在主库上。默认gh-ost连接的从库。
    
    -alter string:
    
    DDL语句
    
    -assume-master-host string:
    
    为gh-ost指定一个主库,格式为”ip:port”或者”hostname:port”。在这主主架构里比较有用,或则在gh-ost发现不到主的时候有用。
    
    -assume-rbr:
    
    确认gh-ost连接的数据库实例的binlog_format=ROW的情况下,可以指定-assume-rbr,这样可以禁止从库上运行stop slave,start slave,执行gh-ost用户也不需要SUPER权限。
    
    -chunk-size int:
    
    在每次迭代中处理的行数量(允许范围:100-100000),默认值为1000。
    
    -concurrent-rowcount:
    
    该参数如果为True(默认值),则进行row-copy之后,估算统计行数(使用explain select count(*)方式),并调整ETA时间,否则,gh-ost首先预估统计行数,然后开始row-copy。
    
    -conf string:gh-ost的配置文件路径。
    
    -critical-load string:
    
    一系列逗号分隔的status-name=values组成,当MySQL中status超过对应的values,gh-ost将会退出。-critical-load Threads_connected=20,Connections=1500,指的是当MySQL中的状态值Threads_connected>20,Connections>1500的时候,gh-ost将会由于该数据库严重负载而停止并退出。
    
    -critical-load-hibernate-seconds int :
    
    负载达到critical-load时,gh-ost在指定的时间内进入休眠状态。它不会读/写任何来自任何服务器的任何内容。
    
    -critical-load-interval-millis int:
    
    当值为0时,当达到-critical-load,gh-ost立即退出。当值不为0时,当达到-critical-load,gh-ost会在-critical-load-interval-millis秒数后,再次进行检查,再次检查依旧达到-critical-load,gh-ost将会退出。
    
    -cut-over string:
    
    选择cut-over类型:
    
    atomic/two-step,atomic(默认)类型的cut-over是github的算法,two-step采用的是facebook-OSC的算法。
    
    -cut-over-exponential-backoff
    
    -cut-over-lock-timeout-seconds int:
    
    gh-ost在cut-over阶段最大的锁等待时间,当锁超时时,gh-ost的cut-over将重试。(默认值:3)
    
    -database string:
    
    数据库名称。
    
    -default-retries int:
    
    各种操作在panick前重试次数。(默认为60)
    
    -dml-batch-size int:
    
    在单个事务中应用DML事件的批量大小(范围1-100)(默认值为10)
    
    -exact-rowcount:
    
    准确统计表行数(使用select count(*)的方式),得到更准确的预估时间。
    
    -execute:
    
    实际执行alter&migrate表,默认为noop,不执行,仅仅做测试并退出,如果想要ALTER TABLE语句真正落实到数据库中去,需要明确指定-execute
    
    -exponential-backoff-max-interval int
    
    -force-named-cut-over:
    
    如果为true,则'unpostpone | cut-over'交互式命令必须命名迁移的表
    
    -heartbeat-interval-millis int:
    
    gh-ost心跳频率值,默认为500
    
    -initially-drop-ghost-table:
    
    gh-ost操作之前,检查并删除已经存在的ghost表。该参数不建议使用,请手动处理原来存在的ghost表。默认不启用该参数,gh-ost直接退出操作。
    
    -initially-drop-old-table:
    
    gh-ost操作之前,检查并删除已经存在的旧表。该参数不建议使用,请手动处理原来存在的ghost表。默认不启用该参数,gh-ost直接退出操作。
    
    -initially-drop-socket-file:
    
    gh-ost强制删除已经存在的socket文件。该参数不建议使用,可能会删除一个正在运行的gh-ost程序,导致DDL失败。
    
    -max-lag-millis int:
    
    主从复制最大延迟时间,当主从复制延迟时间超过该值后,gh-ost将采取节流(throttle)措施,默认值:1500s。
    
    -max-load string:
    
    逗号分隔状态名称=阈值,如:'Threads_running=100,Threads_connected=500'. When status exceeds threshold, app throttles writes
    
    -migrate-on-replica:
    
    gh-ost的数据迁移(migrate)运行在从库上,而不是主库上。
    
    -nice-ratio float:
    
    每次chunk时间段的休眠时间,范围[0.0…100.0]。0:每个chunk时间段不休眠,即一个chunk接着一个chunk执行;1:每row-copy 1毫秒,则另外休眠1毫秒;0.7:每row-copy 10毫秒,则另外休眠7毫秒。
    
    -ok-to-drop-table:
    
    gh-ost操作结束后,删除旧表,默认状态是不删除旧表,会存在_tablename_del表。
    
    ## 特点:终止运行
    -panic-flag-file string:
    
    当这个文件被创建,gh-ost将会立即退出。
    
    -password string :
    
    MySQL密码
    
    -port int :
    
    MySQL端口,最好用从库
    
    -postpone-cut-over-flag-file string:
    
    当这个文件存在的时候,gh-ost的cut-over阶段将会被推迟,数据仍然在复制,直到该文件被删除。
    
    -skip-foreign-key-checks:
    
    确定你的表上没有外键时,设置为'true',并且希望跳过gh-ost验证的时间-skip-renamed-columns ALTER
    
    -switch-to-rbr:
    
    让gh-ost自动将从库的binlog_format转换为ROW格式。
    
    -table string:
    
    表名
    
    ## 特点:暂停/恢复
    -throttle-additional-flag-file string:
    
    当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数可以用在多个gh-ost同时操作的时候,创建一个文件,让所有的gh-ost操作停止,或者删除这个文件,让所有的gh-ost操作恢复。
    
    -throttle-control-replicas string:
    
    列出所有需要被检查主从复制延迟的从库。
    
    -throttle-flag-file string:
    
    当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数适合控制单个gh-ost操作。-throttle-additional-flag-file string适合控制多个gh-ost操作。
    
    -throttle-query string:
    
    节流查询。每秒钟执行一次。当返回值=0时不需要节流,当返回值>0时,需要执行节流操作。该查询会在数据迁移(migrated)服务器上操作,所以请确保该查询是轻量级的。
    
    -timestamp-old-table:
    
    在旧表名中使用时间戳。这会使旧表名称具有唯一且无冲突的交叉迁移。
    
    -user string :MYSQL用户
    

    限流

    gh-ost 可以通过 unix socket 文件或者 TCP 端口(可配置)的方式来监听请求,DBA 可以在命令运行后更改相应的参数,参考下面的例子:
    打开限流

    echo throttle | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock
    

    _b_ghc 中会多一条记录

    331 | 2019-08-31 23:23:00 | throttle at 1567264980930907070 | done throttling
    

    关闭限流

    no-throttle | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock
    

    _b_ghc 中会多一条记录

    347 | 2019-08-31 23:24:09 | throttle at 1567265049830789079 | commanded by user
    

    改变执行参数:chunk-size= 1024, max-lag-millis=100, max-load=Thread_running=23 这些参数都可以在运行时动态调整。

    echo chunk-size=1024 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock
    
    echo max-lag-millis=100 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock
    
    echo max-load=Thread_running=23 | socat - /tmp/gh-ost.test.b.sock
    

    阿里云RDS使用gh-ost参数参考

    #!/bin/bash
    
    timeExt=`date '+%Y%m%d%H%M%S'`
    echo '-------------------------Begin `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'` -----------------------------------'
     
    masterIp='IP地址'
    masterPort=端口号
    dbName='DBNAME'
    tbName='TBALEAME'
    alterSQL="SQL语句"
    
    /home/super/.gh-ost \
    --user="${USERNAME}" \
    --password="${PASSWORD}" \
    --aliyun-rds \                          # 阿里云必要参数
    --assume-rbr \                          # 确实binlog_format是row格式
    --allow-on-master  \                    # 允许在master节点直接执行
    --cut-over-lock-timeout-seconds=1 \
    --dml-batch-size=10 \
    --chunk-size=3000 \                     # 处理行数
    --verbose \                             # 详细信息
    --cut-over=default \                    # 切换方式atomic
    --exact-rowcount \                      # 精确计算行数
    --concurrent-rowcount \                 # 默认是ture,但开始copy数据时计算行数
    --heartbeat-interval-millis=2000 \
    --serve-socket-file=./ops-ghost.sock \
    --throttle-flag-file=./ops-ghost.pause.flag \           # 当该文件被创建后,gh-ost操作立即停止。该参数适合控制单个gh-ost操作。-throttle-additional-flag-file string适合控制多个gh-ost操作。
    --panic-flag-file=./ops-ghost.panic.flag \              # 当这个文件被创建,gh-ost将会立即退出
    --assume-master-host="${masterIp}:${masterPort}" \      # 为gh-ost指定一个主库,格式为”ip:port”或者”hostname:port”。在这主主架构里比较有用,或则在gh-ost发现不到主的时候有用
    --host="${masterIp}"  \
    --port=${masterPort} \
    --database="${dbName}"  \
    --table="${tbName}"  \
    --alter="${alterSQL}" \
    --timestamp-old-table \                                 # 在旧表名中使用时间戳。这会使旧表名称具有唯一且无冲突的交叉迁移
    --initially-drop-ghost-table --execute
    
    
    echo '----------------------END `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'` ------------------------------------------'
    

    参考链接
    Triggerless design
    gh-ost 在线 ddl 变更工具
    gh-ost解析
    gh-ost和pt-osc 的对比测试
    gh-ost和pt-osc性能对比

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