1、簡介
MySQL 8.0 將資料庫元資訊都存放於InnoDB儲存引擎表中，在之前版本的MySQL中，資料字典不僅僅存放於特定的儲存引擎表中，還存放於後設資料檔案、非事務性儲存引擎表中。本文將會介紹MySQL 8.0對資料字典的改進，以及改進帶來的好處、影響以及侷限性。
2、資料字典
2.1、新版本之前的資料字典
資料字典是資料庫重要的組成部分之一，那麼什麼是資料字典？資料字典包含哪些內容呢？資料字典是對資料庫中的資料、庫物件、表物件等的元資訊的集合。在MySQL中，資料字典資訊內容就包括表結構、資料庫名或表名、欄位的資料型別、檢視、索引、表欄位資訊、儲存過程、觸發器等內容。MySQL INFORMATION_SCHEMA庫提供了對資料局後設資料、統計資訊、以及有關MySQL server的訪問資訊（例如：資料庫名或表名，欄位的資料型別和訪問許可權等）。該庫中儲存的資訊也可以稱為MySQL的資料字典。
在MySQL8.0之前，MySQL的資料字典資訊，並沒有全部存放在系統資料庫表中，部分資料庫資料字典資訊存放於檔案中，其餘的資料字典資訊存放於資料字典庫中（INFORMATION_SCHEMA,mysql,sys）。例如表結構資訊存放在.frm檔案中,資料庫表欄位資訊存放於INFORMATION_SCHEMA下的COLUMNS表中。早期，5.6版本之前，MyISAM是MySQL的預設儲存引擎，而作為MyISAM儲存引擎，它是沒有資料字典的。只有表結構資訊記錄在.frm檔案中。MySQL5.6版本之後，將InnoDB儲存引擎作為預設的儲存引擎。在InnoDB儲存引擎中，新增了一些資料字典檔案用於存放資料字典元資訊，例如：.opt檔案，記錄了每個庫的一些基本資訊，包括庫的字符集等資訊，.TRN，.TRG檔案用於存放觸發器的資訊內容。
2.2、新版本資料字典的改進
最新的MySQL 8.0 釋出之後，對資料庫資料字典方面做了較大的改進。
- 首先是，將所有原先存放於資料字典檔案中的資訊，全部存放到資料庫系統表中，即將之前版本的
.frm,.opt,.par,.TRN,.TRG,.isl檔案都移除了，不再通過檔案的方式儲存資料字典資訊。 - 其次是對INFORMATION_SCHEM，mysql，sys系統庫中的儲存引擎做了改進，原先使用MyISAM儲存引擎的資料字典表都改為使用InnoDB儲存引擎存放。從不支援事務的MyISAM儲存引擎轉變到支援事務的InnoDB儲存引擎，為原子DDL的實現，提供了可能性。
3、新資料字典帶來的影響
3.1、INFORMATION_SCHEMA效能提升
8.0中對資料字典進行改進之後，很大程度上提高了對INFORMATIONS_SCHEMA的查詢效能，通過可以通過查錶快速的獲得想要查詢的資料，原因是：
- 資料庫在查詢INFORMATION_SCHEMA的表時，不再一定需要建立一張臨時表，可以直接查詢資料字典表。
- 在之前版本中，資料字典資訊不一定是存放於表中，所以在獲取資料字典資訊時候，不僅僅是查表操作。例如讀取資料庫表結構資訊，底層其實是讀取.frm檔案來獲得，是一個檔案開啟讀取的操作。而在新版本中，資料字典資訊都可以通過直接查表的方式獲取，替代那些獲取資訊慢的方式。
- 對儲存引擎的改進之後，在查詢INFORMATIONS_SCHEMA表時，如果表上有索引，優化器會合理的利用索引。
- 對於INFORMATION_SCHEMA下的STATISTICS表和TABLES表中的資訊，8.0中通過快取的方式，以提高查詢的效能。可以通過設定information_schema_stats_expiry引數設定快取資料的過期時間，預設是86400秒。查詢這兩張表的資料的時候，首先是到快取中進行查詢，快取中沒有快取資料，或者快取資料過期了，查詢會從儲存引擎中獲取最新的資料。如果需要獲取最新的資料，可以通過設定information_schema_stats_expiry引數為0或者ANALYZE TABLE操作。
3.2、原子DDL
MySQL8.0開始支援原子DDL操作，一個原子DDL操作，具體的操作內容包括：資料字典更新，儲存引擎層的操作，在binlog中記錄DDL操作。並且這些操作都是原子性的，表示中間過程出現錯誤的時候，是可以完整回退的。這在之前版本的DDL操作中是不支援的。之前資料庫版本中一直沒有支援原子DDL的特性，是有原因的，因為在早期的資料庫版本中，資料庫元資訊存放於元資訊檔案中、非事務性表中以及特定儲存引擎的資料字典中。這些都無法保證DDL操作內容在一個事務當中，無法保證原子性。 具體的原子DDL，後續會有專門的文章。
3.3、innodb_read_only對所有儲存引擎生效
在8.0之前版本中，innodb_read_only引數可以阻止對InnoDB儲存引擎表的create和drop等更新操作。但是在MySQL8.0中，開啟innodb_read_only引數阻止了所有儲存引擎的這些操作。create或者drop表的操作都需要更新資料字典表，8.0中這個資料字典表都改為了InnoDB儲存引擎，所以對於資料字典表的更新會失敗，從而導致各儲存引擎create和drop表失敗。同樣的像ANALYZE TABLE和ALTER TABLE tbl_name ENGINE=engine_name這種操作也會失敗，因為這些操作都要去更新資料字典表。
3.4、mysqldump mysqlpump匯出的內容影響
MySQL8.0之後，在使用mysqldump和mysqlpump匯出資料時候，與之前有了一些不同，主要是以下幾點：
- 之前版本的mysqldump和mysqlpump可以匯出mysql系統庫中的所有表的內容，8.0之後，只能匯出mysql系統庫中的非data dictionary table。（data dictionary table內容可以參照：dev.mysql.com/doc/refman/…
- 之前版本當使用--all-databases引數匯出資料的時候，不加--routines和--events選項也可以匯出觸發器、儲存過程等資訊，因為這些資訊都存放於proc和event表中，匯出所有表即可匯出這些資訊。但是在8.0中，proc表和event表都不再使用，並且定義觸發器、儲存過程的資料字典表不會被匯出，所以在8.0中使用mysqldump、mysqlpump匯出資料的時候，如果需要匯出觸發器、儲存過程等內容，一定需要加上--routines和--events選項。
- 之前版本中--routines選項匯出的時候，備份賬戶需要有proc表的SELECT許可權，在8.0中需要對所有表的SELECT許可權
- 之前版本中，匯出觸發器、儲存過程可以同時匯出觸發器、儲存過程的建立和修改的時間戳，8.0中不再支援。
3.5、新資料字典的侷限性
MySQL8.0資料字典的改進有很多方便的特性，例如帶來了原子DDL，提升了INFORMATION_SCHEMA的查詢效能等，但是它並不是完美的，新版資料字典還是存在一些侷限性：
- 通過手動mkdir的方式在資料目錄下建立庫目錄，這種方式是不會被資料庫所識別到。
- DDL操作會花費更長的時間，因為之前的DDL操作是直接對.frm檔案進行更改操作，只要寫一個檔案，現在是需要更新資料字典表，代表著需要將資料寫到儲存引擎、read log、undo log中。
4、總結
目前已經正式GA的MySQL 8.0是令人很期待的一個版本，從資料字典方面的改進，到原子DDL，到資料庫self tuning等等新特性，都讓人為8.0感到激動。8.0中有許多新特性等待去嘗試，去發現。
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