MySQL分割槽(Partition)詳解

us_yunleiwang發表於2013-12-16
自5.1開始對分割槽(Partition)有支援,6.0應比較穩定

= 水平分割槽(根據列屬性按行分)=
舉個簡單例子:一個包含十年發票記錄的表可以被分割槽為十個不同的分割槽,每個分割槽包含的是其中一年的記錄。

=== 水平分割槽的幾種模式:===
* Range(範圍) – 這種模式允許DBA將資料劃分不同範圍。例如DBA可以將一個表透過年份劃分成三個分割槽,80年代(1980's)的資料,90年代(1990's)的資料以及任何在2000年(包括2000年)後的資料。

* Hash(雜湊) – 這中模式允許DBA透過對錶的一個或多個列的Hash Key進行計算,最後透過這個Hash碼不同數值對應的資料區域進行分割槽,。例如DBA可以建立一個對錶主鍵進行分割槽的表。

* Key(鍵值) – 上面Hash模式的一種延伸,這裡的Hash Key是MySQL系統產生的。

* List(預定義列表) – 這種模式允許系統透過DBA定義的列表的值所對應的行資料進行分割。例如:DBA建立了一個橫跨三個分割槽的表,分別根據2004年2005年和2006年值所對應的資料。

* Composite(複合模式) - 很神秘吧,哈哈,其實是以上模式的組合使用而已,就不解釋了。舉例:在初始化已經進行了Range範圍分割槽的表上,我們可以對其中一個分割槽再進行hash雜湊分割槽。

= 垂直分割槽(按列分)=
舉個簡單例子:一個包含了大text和BLOB列的表,這些text和BLOB列又不經常被訪問,這時候就要把這些不經常使用的text和BLOB了劃分到另一個分割槽,在保證它們資料相關性的同時還能提高訪問速度。


[分割槽表和未分割槽表試驗過程]

*建立分割槽表,按日期的年份拆分
mysql> CREATE TABLE part_tab ( c1 int default NULL, c2 varchar(30) default NULL, c3 date default NULL) engine=myisam
PARTITION BY RANGE (year(c3)) (PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1995),
PARTITION p1 VALUES LESS THAN (1996) , PARTITION p2 VALUES LESS THAN (1997) ,
PARTITION p3 VALUES LESS THAN (1998) , PARTITION p4 VALUES LESS THAN (1999) ,
PARTITION p5 VALUES LESS THAN (2000) , PARTITION p6 VALUES LESS THAN (2001) ,
PARTITION p7 VALUES LESS THAN (2002) , PARTITION p8 VALUES LESS THAN (2003) ,
PARTITION p9 VALUES LESS THAN (2004) , PARTITION p10 VALUES LESS THAN (2010),
PARTITION p11 VALUES LESS THAN MAXVALUE );
注意最後一行,考慮到可能的最大值

*建立未分割槽表
mysql> create table no_part_tab (c1 int(11) default NULL,c2 varchar(30) default NULL,c3 date default NULL) engine=myisam;

*透過儲存過程灌入800萬條測試資料

mysql> set sql_mode=''; /* 如果建立儲存過程失敗,則先需設定此變數, bug? */

mysql> delimiter //   /* 設定語句終結符為 //,因儲存過程語句用;結束 */
mysql> CREATE PROCEDURE load_part_tab()
       begin
    declare v int default 0;
    while v < 8000000
    do
        insert into part_tab
        values (v,'testing partitions',adddate('1995-01-01',(rand(v)*36520) mod 3652));
         set v = v + 1;
    end while;
    end
    //
mysql> delimiter ;
mysql> call load_part_tab();
Query OK, 1 row affected (8 min 17.75 sec)
mysql> insert into no_part_tab select * from part_tab;
Query OK, 8000000 rows affected (51.59 sec)
Records: 8000000 Duplicates: 0 Warnings: 0

* 測試SQL效能
mysql> select count(*) from part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31';     
+----------+
| count(*) |
+----------+
|   795181 |
+----------+
1 row in set (0.55 sec)
mysql> select count(*) from no_part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31';
+----------+
| count(*) |
+----------+
|   795181 |
+----------+
1 row in set (4.69 sec)
結果表明分割槽表比未分割槽表的執行時間少90%。

* 透過explain語句來分析執行情況
mysql > explain select count(*) from no_part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31'\G
/* 結尾的\G使得mysql的輸出改為列模式 */                   
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
select_type: SIMPLE
        table: no_part_tab
         type: ALL
possible_keys: NULL
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL
         rows: 8000000
        Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select count(*) from part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31'\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
select_type: SIMPLE
        table: part_tab
         type: ALL
possible_keys: NULL
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL
         rows: 798458
        Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
explain語句顯示了SQL查詢要處理的記錄數目

* 試驗建立索引後情況
mysql> create index idx_of_c3 on no_part_tab (c3);
Query OK, 8000000 rows affected (1 min 18.08 sec)
Records: 8000000 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> create index idx_of_c3 on part_tab (c3);
Query OK, 8000000 rows affected (1 min 19.19 sec)
Records: 8000000 Duplicates: 0 Warnings: 0
建立索引後的資料庫檔案大小列表:
2008-05-24 09:23             8,608 no_part_tab.frm
2008-05-24 09:24       255,999,996 no_part_tab.MYD
2008-05-24 09:24        81,611,776 no_part_tab.MYI
2008-05-24 09:25                 0 part_tab#P#p0.MYD
2008-05-24 09:26             1,024 part_tab#P#p0.MYI
2008-05-24 09:26        25,550,656 part_tab#P#p1.MYD
2008-05-24 09:26         8,148,992 part_tab#P#p1.MYI
2008-05-24 09:26        25,620,192 part_tab#P#p10.MYD
2008-05-24 09:26         8,170,496 part_tab#P#p10.MYI
2008-05-24 09:25                 0 part_tab#P#p11.MYD
2008-05-24 09:26             1,024 part_tab#P#p11.MYI
2008-05-24 09:26        25,656,512 part_tab#P#p2.MYD
2008-05-24 09:26         8,181,760 part_tab#P#p2.MYI
2008-05-24 09:26        25,586,880 part_tab#P#p3.MYD
2008-05-24 09:26         8,160,256 part_tab#P#p3.MYI
2008-05-24 09:26        25,585,696 part_tab#P#p4.MYD
2008-05-24 09:26         8,159,232 part_tab#P#p4.MYI
2008-05-24 09:26        25,585,216 part_tab#P#p5.MYD
2008-05-24 09:26         8,159,232 part_tab#P#p5.MYI
2008-05-24 09:26        25,655,740 part_tab#P#p6.MYD
2008-05-24 09:26         8,181,760 part_tab#P#p6.MYI
2008-05-24 09:26        25,586,528 part_tab#P#p7.MYD
2008-05-24 09:26         8,160,256 part_tab#P#p7.MYI
2008-05-24 09:26        25,586,752 part_tab#P#p8.MYD
2008-05-24 09:26         8,160,256 part_tab#P#p8.MYI
2008-05-24 09:26        25,585,824 part_tab#P#p9.MYD
2008-05-24 09:26         8,159,232 part_tab#P#p9.MYI
2008-05-24 09:25             8,608 part_tab.frm
2008-05-24 09:25                68 part_tab.par

* 再次測試SQL效能
mysql> select count(*) from no_part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31';    +----------+
| count(*) |
+----------+
|   795181 |
+----------+
1 row in set (2.42 sec)   /* 為原來4.69 sec 的51%*/  
重啟mysql ( net stop mysql, net start mysql)後,查詢時間降為0.89 sec,幾乎與分割槽表相同。

mysql> select count(*) from part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1995-12-31';
+----------+
| count(*) |
+----------+
|   795181 |
+----------+
1 row in set (0.86 sec)

* 更進一步的試驗
** 增加日期範圍
mysql> select count(*) from no_part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1997-12-31';
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 2396524 |
+----------+
1 row in set (5.42 sec)

mysql> select count(*) from part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date '1997-12-31';
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 2396524 |
+----------+
1 row in set (2.63 sec)
** 增加未索引欄位查詢
mysql> select count(*) from part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < date
'1996-12-31' and c2='hello';
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (0.75 sec)

mysql> select count(*) from no_part_tab where c3 > date '1995-01-01' and c3 < da
te '1996-12-31' and c2='hello';
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (11.52 sec)


= 初步結論 =
* 分割槽和未分割槽佔用檔案空間大致相同 (資料和索引檔案)
* 如果查詢語句中有未建立索引欄位,分割槽時間遠遠優於未分割槽時間
* 如果查詢語句中欄位建立了索引,分割槽和未分割槽的差別縮小,分割槽略優於未分割槽。


= 最終結論 =
* 對於大資料量,建議使用分割槽功能。
* 去除不必要的欄位
* 根據手冊, 增加myisam_max_sort_file_size 會增加分割槽效能

[分割槽命令詳解]

= 分割槽例子 =
* RANGE 型別

CREATE TABLE users (
       uid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
       name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '',
       email VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY RANGE (uid) (
       PARTITION p0 VALUES LESS THAN (3000000)
       DATA DIRECTORY = '/data0/data'
       INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',

       PARTITION p1 VALUES LESS THAN (6000000)
       DATA DIRECTORY = '/data2/data'
       INDEX DIRECTORY = '/data3/idx',

       PARTITION p2 VALUES LESS THAN (9000000)
       DATA DIRECTORY = '/data4/data'
       INDEX DIRECTORY = '/data5/idx',

       PARTITION p3 VALUES LESS THAN MAXVALUE     DATA DIRECTORY = '/data6/data'
       INDEX DIRECTORY = '/data7/idx'
);

在這裡,將使用者表分成4個分割槽,以每300萬條記錄為界限,每個分割槽都有自己獨立的資料、索引檔案的存放目錄,與此同時,這些目錄所在的物理磁碟分割槽可能也都是完全獨立的,可以提高磁碟IO吞吐量。
     
* LIST 型別

CREATE TABLE category (
     cid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
     name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY LIST (cid) (
     PARTITION p0 VALUES IN (0,4,8,12)
     DATA DIRECTORY = '/data0/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',
    
     PARTITION p1 VALUES IN (1,5,9,13)
     DATA DIRECTORY = '/data2/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data3/idx',
    
     PARTITION p2 VALUES IN (2,6,10,14)
     DATA DIRECTORY = '/data4/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data5/idx',
    
     PARTITION p3 VALUES IN (3,7,11,15)
     DATA DIRECTORY = '/data6/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data7/idx'
);  

分成4個區,資料檔案和索引檔案單獨存放。

* HASH 型別    
CREATE TABLE users (
     uid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
     name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '',
     email VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY HASH (uid) PARTITIONS 4 (
     PARTITION p0
     DATA DIRECTORY = '/data0/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',

     PARTITION p1
     DATA DIRECTORY = '/data2/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data3/idx',

     PARTITION p2
     DATA DIRECTORY = '/data4/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data5/idx',

     PARTITION p3
     DATA DIRECTORY = '/data6/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data7/idx'
);
分成4個區,資料檔案和索引檔案單獨存放。

例子:
CREATE TABLE ti2 (id INT, amount DECIMAL(7,2), tr_date DATE)
    ENGINE=myisam
    PARTITION BY HASH( MONTH(tr_date) )
    PARTITIONS 6;

CREATE PROCEDURE load_ti2()
       begin
    declare v int default 0;
    while v < 80000
    do
        insert into ti2
        values (v,'3.14',adddate('1995-01-01',(rand(v)*3652) mod 365));
         set v = v + 1;
    end while;
    end
    //



* KEY 型別
CREATE TABLE users (
     uid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
     name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '',
     email VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY KEY (uid) PARTITIONS 4 (
     PARTITION p0
     DATA DIRECTORY = '/data0/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',
    
     PARTITION p1
     DATA DIRECTORY = '/data2/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data3/idx',
    
     PARTITION p2
     DATA DIRECTORY = '/data4/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data5/idx',
    
     PARTITION p3
     DATA DIRECTORY = '/data6/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data7/idx'
);  
分成4個區,資料檔案和索引檔案單獨存放。

* 子分割槽
子分割槽是針對 RANGE/LIST 型別的分割槽表中每個分割槽的再次分割。再次分割可以是 HASH/KEY 等型別。例如:
CREATE TABLE users (
     uid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
     name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '',
     email VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY RANGE (uid) SUBPARTITION BY HASH (uid % 4) SUBPARTITIONS 2(
     PARTITION p0 VALUES LESS THAN (3000000)
     DATA DIRECTORY = '/data0/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',

     PARTITION p1 VALUES LESS THAN (6000000)
     DATA DIRECTORY = '/data2/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data3/idx'
);

對 RANGE 分割槽再次進行子分割槽劃分,子分割槽採用 HASH 型別。

或者

CREATE TABLE users (
     uid INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
     name VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '',
     email VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT ''
)
PARTITION BY RANGE (uid) SUBPARTITION BY KEY(uid) SUBPARTITIONS 2(
     PARTITION p0 VALUES LESS THAN (3000000)
     DATA DIRECTORY = '/data0/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data1/idx',

     PARTITION p1 VALUES LESS THAN (6000000)
     DATA DIRECTORY = '/data2/data'
     INDEX DIRECTORY = '/data3/idx'
);

對 RANGE 分割槽再次進行子分割槽劃分,子分割槽採用 KEY 型別。

= 分割槽管理 =

    * 刪除分割槽

      ALERT TABLE users DROP PARTITION p0;

      刪除分割槽 p0。
    * 重建分割槽
          o RANGE 分割槽重建

            ALTER TABLE users REORGANIZE PARTITION p0,p1 INTO (PARTITION p0 VALUES LESS THAN (6000000));

            將原來的 p0,p1 分割槽合併起來,放到新的 p0 分割槽中。
          o LIST 分割槽重建

            ALTER TABLE users REORGANIZE PARTITION p0,p1 INTO (PARTITION p0 VALUES IN(0,1,4,5,8,9,12,13));

            將原來的 p0,p1 分割槽合併起來,放到新的 p0 分割槽中。
          o HASH/KEY 分割槽重建

            ALTER TABLE users REORGANIZE PARTITION COALESCE PARTITION 2;

            用 REORGANIZE 方式重建分割槽的數量變成2,在這裡數量只能減少不能增加。想要增加可以用 ADD PARTITION 方法。
    * 新增分割槽
          o 新增 RANGE 分割槽

            ALTER TABLE category ADD PARTITION (PARTITION p4 VALUES IN (16,17,18,19)
            DATA DIRECTORY = '/data8/data'
            INDEX DIRECTORY = '/data9/idx');

            新增一個RANGE分割槽。
          o 新增 HASH/KEY 分割槽

            ALTER TABLE users ADD PARTITION PARTITIONS 8;

            將分割槽總數擴充套件到8個。

[ 給已有的表加上分割槽 ]

alter table results partition by RANGE (month(ttime))
(PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1),
PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2) , PARTITION p2 VALUES LESS THAN (3) ,
PARTITION p3 VALUES LESS THAN (4) , PARTITION p4 VALUES LESS THAN (5) ,
PARTITION p5 VALUES LESS THAN (6) , PARTITION p6 VALUES LESS THAN (7) ,
PARTITION p7 VALUES LESS THAN (8) , PARTITION p8 VALUES LESS THAN (9) ,
PARTITION p9 VALUES LESS THAN (10) , PARTITION p10 VALUES LESS THAN (11),
PARTITION p11 VALUES LESS THAN (12),
PARTITION P12 VALUES LESS THAN (13) );

預設分割槽限制分割槽欄位必須是主鍵(PRIMARY KEY)的一部分,為了去除此
限制:
[方法1] 使用ID
mysql> ALTER TABLE np_pk
    ->     PARTITION BY HASH( TO_DAYS(added) )
    ->     PARTITIONS 4;
ERROR 1503 (HY000): A PRIMARY KEY must include all columns in the table's partitioning function

However, this statement using the id column for the partitioning column is valid, as shown here:

mysql> ALTER TABLE np_pk
    ->     PARTITION BY HASH(id)
    ->     PARTITIONS 4;
Query OK, 0 rows affected (0.11 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0

[方法2] 將原有PK去掉生成新PK
mysql> alter table results drop PRIMARY KEY;
Query OK, 5374850 rows affected (7 min 4.05 sec)
Records: 5374850 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> alter table results add PRIMARY KEY(id, ttime);
Query OK, 5374850 rows affected (6 min 14.86 sec)
Records: 5374850 Duplicates: 0 Warnings: 0

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