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MySQL怎么解决delete大量数据后空间不释放的问题

转载2022-07-01 12:20:411287 关注公众号:每天精选资源文章推送
本篇文章给大家带来了关于mysql的相关知识,其中主要整理了解决delete大量数据后空间不释放的相关问题,MySQL 中 insert 与 update 都可能导致页分裂,这样就存在碎片,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。

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MySQL 的几种碎片整理方案总结(解决delete大量数据后空间不释放的问题)

1.背景知识?

1.1 为什么会有碎片?

  1. MySQL 中 insert 与 update 都可能导致页分裂,这样就存在碎片。

    对于大量的UPDATE,也会产生文件碎片化 , Innodb的最小物理存储分配单位是页(page),而UPDATE也可能导致页分裂(page split),频繁的页分裂,页会变得稀疏,并且被不规则的填充,所以最终数据会有碎片。

  2. delete 语句实际上只是给数据打个标记,并且记录到一个链表中,这样就形成了留白空间。

    在InnoDB中,删除一些行,这些行只是被标记为“已删除”,而不是真的从索引中物理删除了,因而空间也没有真的被释放回收。InnoDB的Purge线程会异步的来清理这些没用的索引键和行。

  3. 当执行插入操作时,MySQL会尝试使用空白空间,但如果某个空白空间一直没有被大小合适的数据占用,仍然无法将其彻底占用,就形成了碎片;

  4. 总结:

    1. 表的增删改操作,可能会造成数据空洞的,当对表进行大量的增删改操作后,数据空洞存在的可能性比较大。

    2. MySQL删除数据几种情况以及是否释放磁盘空间:

      1. drop ,truncate 立刻释放磁盘空间 ,不管是 Innodb和MyISAM ;
      • truncate table其实有点类似于drop table 然后creat,只不过这个create table 的过程做了优化,比如表结构文件之前已经有了等等。所以速度上应该是接近drop table的速度;
      1. delete from table_name删除表的全部数据,对于MyISAM 会立刻释放磁盘空间 (应该是做了特别处理,也比较合理),InnoDB 不会释放磁盘空间;
      2. 对于 delete from table_name where xxx; 带条件的删除, 不管是innodb还是MyISAM都不会释放磁盘空间;
      3. delete操作以后使用optimize table table_name 会立刻释放磁盘空间。不管是innodb还是myisam 。所以要想达到释放磁盘空间的目的,delete以后执行optimize table 操作。
      4. delete from表以后虽然未释放磁盘空间,但是下次插入数据的时候,仍然可以使用这部分空间。

1.2 碎片带来的问题

  • 当MySQL对数据进行扫描时,它扫描的对象实际是列表的容量需求上限,也就是数据被写入的区域中处于峰值位置的部分;

  • MySQL数据库中的表在进行了多次delete、update和insert后,表空间会出现碎片。定期进行表空间整理,消除碎片可以提高访问表空间的性能。

  • 这种碎片不仅额外增加了存储代价,同时也因为数据碎片化降低了表的扫描效率。

  • 碎片若不整理,那么可能会长期占据磁盘空间,导致磁盘使用率越来越高。

2. 如何清理碎片?

修复问题的前提是要先找到问题,这样才能对症下药。

2.1. 查看表的碎片情况

  1. 查看数据库中每个存在碎片的表

    mysql> select concat('optimize table ',table_schema,'.',table_name,';'),data_free,engine from information_schema.tables where data_free>0 and engine !='MEMORY';
    +-----------------------------------------------------------+-----------+--------+
    | concat('optimize table ',table_schema,'.',table_name,';') | DATA_FREE | ENGINE |
    +-----------------------------------------------------------+-----------+--------+
    | optimize table abc.t_user_answer;                    		|   2097152 | InnoDB |
    | optimize table mysql.time_zone_transition;                |   4194304 | InnoDB |
    | optimize table mysql.time_zone_transition_type;           |   4194304 | InnoDB |
    | optimize table mysql.user;                                |   4194304 | InnoDB |
    。。。。
  2. 查看指定表的碎片情况

     mysql> show table status like 't_user'\G
     *************************** 1. row ***************************
                Name: t_user
              Engine: InnoDB
             Version: 10
          Row_format: Dynamic
                Rows: 4333
      Avg_row_length: 589
         Data_length: 2555904
     Max_data_length: 0
        Index_length: 2719744
           Data_free: 4194304
      Auto_increment: NULL
         Create_time: 2021-11-19 10:13:31
         Update_time: 2022-04-20 14:28:42
          Check_time: NULL
           Collation: utf8mb4_general_ci
            Checksum: NULL
      Create_options:
             Comment:
     1 row in set (0.00 sec)

    Data_free: 4194304 就代表碎片的byte数。如果经常删改数据表,会造成大量的Data_free 频繁 删除记录 或修改有可变长度字段的表。

  3. 找到碎片化最严重的表

    SELECT table_schema, TABLE_NAME, concat(data_free/1024/1024, 'M') as data_free
    FROM `information_schema`.tables
    WHERE data_free > 3 * 1024 * 1024
    	AND ENGINE = 'innodb'
    ORDER BY data_free DESC

2.2 清理碎片(回收空间)的方法

官方文档参考
在这里插入图片描述

通常有这几种做法

  1. alter table tb_test engine=innodb; (本质上是 recreate)
  2. optimize table tb_test; (本质上是 recreate,但是在不同创建下会有区别)
  3. ALTER TABLE tablename FORCE (在InnoDB表中等价于 alter table tb_test engine=innodb; )
  4. mysqlcheck 批量表空间优化
  5. gh-ost/pt-osc
  6. pt-online-schema-change (本质上也是 先备份旧表数据,然后 truncate 旧表)

1. alter table tb_test engine=innodb 原理介绍

这其实是一个NULL操作,表面上看什么也不做,实际上重新整理碎片了.当执行优化操作时,实际执行的是一个空的 ALTER 命令,但是这个命令也会起到优化的作用,它会重建整个表,删掉未使用的空白空间.

Running ALTER TABLE tbl_name ENGINE=INNODB on an existing InnoDB table performs a “null” ALTER TABLE operation, which can be used to defragment an InnoDB table, as described in Section 15.11.4, “Defragmenting a Table”. Running ALTER TABLE tbl_name FORCE on an InnoDB table performs the same function.

    MySQL5.6 开始采用 Inplace 方式重建表,Alter 期间,支持 DML 查询和更新操作,语句为 alter table t engine=innodb, ALGORITHM=inplace;之所以支持 DML 更新操作,是因为数据拷贝期间会将 DML 更新操作记录到 Row log 中。

    重建过程中最耗时的就是拷贝数据的过程,这个过程中支持 DML 查询和更新操作,对于整个 DDL 来说,锁时间很短,就可以近似认为是 Online DDL。

    执行过程:

    1、获取 MDL(Meta Data Lock)写锁,innodb 内部创建与原表结构相同的临时文件

    2、拷贝数据之前,MDL 写锁退化成 MDL 读锁,支持 DML 更新操作

    3、根据主键递增顺序,将一行一行的数据读出并写入到临时文件,直至全部写入完成。并且,会将拷贝期间的 DML 更新操作记录到 Row log 中

    4、上锁,再将 Row log 中的数据应用到临时文件

    5、互换原表和临时表表名

    6、删除临时表

2. optimize table xxx;

OPTIMIZE TABLE语句可以重新组织表、索引的物理存储,减少存储空间,提高访问的I/O效率。类似于碎片整理功能。

MySQL可以通过optimize table语句释放表空间,重组表数据和索引的物理页,减少表所占空间和优化读写性能

  1. 使用语法

    OPTIMIZE [LOCAL | NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE tbl_n说ame [, tbl_name] …

    • 对于主从架构, LOCAL 参数可以让这个过程不写入 binlog ,这样在主库上执行时就不会同步给从库了
    • 默认情况下,MySQL将OPTIMIZE TABLE语句写入二进制日志,以便它们复制到slave服务器。如果不想写二进制日志,使用命令时加上NO_WRITE_To_BINLOG或LOCAL关键字即可。
    • 使用这个语句需要具有对目标表的SELECT、INSERT权限。
  2. 注意:

    1. 需要有足够的空间才能进行OPTIMIZE TABLE。 (剩余空间必须 > 被 OPTIMIZE 的表的大小)

    2. OPTIMIZE 只对独立表空间(innodb_file_per_table=1)才有用,对共享表空间不起作用。

      对于共享表空间,如果需要瘦身: 必须将数据导出,删除ibdata1,然后将 innodb_file_per_table 设置为独立表空间, 然后将数据导入进来。

    3. 对于InnoDB的表,OPTIMIZE TABLE 的工作原理如下

      对于InnoDB表, OPTIMIZE TABLE映射到ALTER TABLE … FORCE(或者这样翻译:在InnoDB表中等价 ALTER TABLE … FORCE),它重建表以更新索引统计信息并释放聚簇索引中未使用的空间。

      当您在InnoDB表上运行时,它会显示在OPTIMIZE TABLE的输出中,如下所示:
      mysql> OPTIMIZE TABLE foo; 
      +----------+----------+----------+---------------------------------------+ 
      | Table    | Op       | Msg_type | Msg_text                                                          | 
      +----------+----------+----------+---------------------------------------+ 
      | test.foo | optimize | note     | Table does not support optimize, doing recreate + analyze instead | 
      | test.foo | optimize | status   | OK                                                                | 
      +----------+----------+----------+---------------------------------------+ 
      
      # 但这个提示语可以忽略,从严格的意义讲,说InnoDB不支持optimize table,其实不太准确。 因为 MYSQL的文档说明了,当INNODB 的表,MYSQL会以 ALTER TABLE force  +  analyze 去执行这个命令(相当于做了recreate和analyze)。 所以最终还是会看到 OK 的状态。 
      # https://stackoverflow.com/questions/30635603/what-does-table-does-not-support-optimize-doing-recreate-analyze-instead-me
    4. 对于MYISAM表,OPTIMIZE TABLE 的工作原理:
      1. 如果表已删除或分隔行,就修复该表。
      2. 如果索引页没有排序,就排序它们。
      3. 如果表的统计信息不是最新的(而且修复不能通过对索引进行排序),就更新它们。

    5. **执行时也可以发现报错: Temporary file write failure. **

      建议参考这片文章:
      Mysql optimize table 时报错 Temporary file write failure. 的解决方案

  3. optimize 语句的官网介绍

    • 如果您已经删除了表的一大部分,或者如果您已经对含有可变长度行的表(含有VARCHAR, BLOB或TEXT列的表)进行了很多更改,则应使用 OPTIMIZE TABLE。

    • 被删除的记录被保持在链接清单中,后续的INSERT操作会重新使用旧的记录位置。您可以使用OPTIMIZE TABLE来重新利用未使用的空间,并整理数据文件的碎片。

    • 在多数的设置中,您根本不需要运行OPTIMIZE TABLE。即使您对可变长度的行进行了大量的更新,您也不需要经常运行,每周一次或每月一次 即可,只对特定的表运行。

  4. Mysql 5.6 之前 在OPTIMIZE TABLE运行过程中,MySQL会锁定表,5.6之后有了 Online DDL 则大大减少了锁表时间。

3. alter table、analyze table和optimize table区别

  • alter table tb_test engine = innodb;

    • (也就是 recreate)MySQL 5.5以前用Offline的方式重建表,5.6以后用Online的方式重建表;
  • analyze table tb_test ;

    • 重新统计表的索引信息,不会修改数据,不会重建表,整个过程加MDL读
  • optimize table tb_test ;

    • 是 alter table xxx = innodb; + analyze table xxx; 的过程。

4. OPTIMIZE TABLE 和ALTER TABLE xxxx ENGINE= INNODB哪个更好

  • OPTIMIZE TABLE 还是ALTER TABLE xxxx ENGINE= INNODB 基本上是一样的。但是在有些情况下,ALTER TABLE xxxx ENGINE= INNODB更好。
    • 例如: old_alter_table 系统变量没有启用等等。
  • 另外: 对于MyISAM类型表,使用ALTER TABLE xxxx ENGINE= INNODB 是明显要优于 OPTIMIZE TABLE这种方法的。

2.3 官方建议

MySQL官方建议不要经常(每小时或每天)进行碎片整理,一般根据实际情况,只需要每周或者每月整理一次即可(我们现在是每月凌晨4点清理mysql所有实例下的表碎片)

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