表删除一半的数据,表文件居然大小不变?

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大家在使用数据库时,发现某个表比较大,去删除了其中的一些记录,发现表的大小并没有发生变化,大家会疑惑,这是为什么呢? 本文主要内容,如下图:

表删除了一半数据,大小没变?.png

场景复现

数据库占用空间太大,我把一个最大的表删掉了一半的数据,怎么表文件的大小还是没变?

真正的删除是 delete+alter table?

如果要收缩一个表,只 delete 掉表里面不用的数据的话,表文件的大小是不会变的,还要通过 alter table 命令重建表,才能达到表文件变小的目的。

表数据以什么形式存放?

首先,咱们的表中的数据存哪里了?为什么删不掉?

表数据既可以存在共享表空间里,也可以是单独的文件。

这个行为是由参数 innodb_file_per_table 控制的:

  1. 这个参数设置为 OFF 表示的是,表的数据放在系统共享表空间,也就是跟数据字典放在一起;
  2. 这个参数设置为 ON 表示的是,每个 InnoDB 表数据存储在一个以 .ibd 为后缀的文件中。

从 MySQL 5.6.6 版本开始,它的默认值就是 ON 了

建议把这个值设置为ON,因为,咱们一个表单独存储为一个文件更容易管理,而且在不需要这个表的时候,通过 drop table 命令,系统就会直接删除这个文件。要是是放在共享表空间中,即使表删掉了,空间也是不会回收的。

数据删除流程

说完了表数据存放位置,咱们再来说说数据如何删除的。那就得提一下delete命令了。

delete 命令是把记录的位置,或者数据页标记为了“可复用”,但磁盘文件的大小是不会变的。也就是说,通过 delete 命令是一种逻辑上删除,实际上是不能回收表空间的。这些可以复用,而没有被使用的空间,看起来就像是“空洞”。

插入数据也会造成空洞,为什么这么说呢?

如果数据是按照索引递增顺序插入的,那么索引是紧凑的。但如果数据是随机插入的,就可能造成索引的数据页分裂。更新索引上的值,可以理解为删除一个旧的值,再插入一个新值。这也是会造成空洞的。

那如何解决这些空洞,收缩表空间呢?

可以通过重建表达成目的。

重建表

如果现在有一个表 A,需要做空间收缩,为了把表中存在的空洞去掉,咱们可以怎么做呢?

首先咱们可以新建一个与表 A 结构相同的表 B,然后按照主键 ID 递增的顺序,把数据一行一行地从表 A 里读出来再插入到表 B 中。

由于表 B 是新建的表,所以表 A 主键索引上的空洞,在表 B 中就都不存在了。显然地,表 B 的主键索引更紧凑,数据页的利用率也更高。如果我们把表 B 作为临时表,数据从表 A 导入表 B 的操作完成后,用表 B 替换 A,从效果上看,就起到了收缩表 A 空间的作用。

这里,可以使用 alter table A engine=InnoDB 命令来重建表。在 MySQL 5.5 版本之前,这个命令的执行流程跟前面描述的差不多,区别只是这个临时表 B 不需要自己创建,MySQL 会自动完成转存数据、交换表名、删除旧表的操作。

问题: 往临时表插入数据的过程,如果在这个过程中,有新的数据要写入到表 A 的话,就会造成数据丢失。在整个 DDL 过程中,表 A 中不能有更新。也就是说,这个 DDL 不是 Online 的。

MySQL 5.6 版本开始引入的 Online DDL,对这个操作流程做了优化。

此时的重建表流程是?

  1. 建立一个临时文件,扫描表 A 主键的所有数据页;
  2. 用数据页中表 A 的记录生成 B+ 树,存储到临时文件中;
  3. 生成临时文件的过程中,将所有对 A 的操作记录在一个日志文件(row log)中;
  4. 临时文件生成后,将日志文件中的操作应用到临时文件,得到一个逻辑数据上与表 A 相同的数据文件;
  5. 用临时文件替换表 A 的数据文件。

DDL 之前是要拿 MDL 写锁的,这样还能叫 Online DDL 吗?

alter 语句在启动的时候需要获取 MDL 写锁,但是这个写锁在真正拷贝数据之前就退化成读锁了。

为什么要退化呢?为了实现 Online,MDL 读锁不会阻塞增删改操作。

那为什么不干脆直接解锁呢?为了保护自己,禁止其他线程对这个表同时做 DDL。

而对于一个大表来说,Online DDL 最耗时的过程就是拷贝数据到临时表的过程,这个步骤的执行期间可以接受增删改操作。所以,相对于整个 DDL 过程来说,锁的时间非常短。对业务来说,就可以认为是 Online 的。

Online 和 inplace

这是另一个跟 DDL 有关的、容易混淆的概念 inplace

重建表过程中,把表 A 中的数据导出来的存放位置叫作 tmp_table。这是一个临时表,是在 server 层创建的。

根据表 A 重建出来的数据是放在“tmp_file”里的,这个临时文件是 InnoDB 在内部创建出来的。整个 DDL 过程都在 InnoDB 内部完成。

对于 server 层来说,没有把数据挪动到临时表,是一个“原地”操作,这就“inplace”名称的来源。

延伸问题

使用 optimize table、analyze table 和 alter table 这三种方式重建表的区别。

  • 从 MySQL 5.6 版本开始,alter table t engine = InnoDB(也就是 recreate)默认的就是Online DDL流程了;
  • analyze table t 其实不是重建表,只是对表的索引信息做重新统计,没有修改数据,这个过程中加了 MDL 读锁;
  • optimize table t 等于 recreate+analyze。

如果你有一个 1TB 的表,现在磁盘间是 1.2TB,能不能做一个 inplace 的 DDL 呢?

答案是不能。因为,tmp_file 也是要占用临时空间的。

重建表的这个语句 alter table t engine=InnoDB,其实隐含的意思是:

alter table t engine=innodb,ALGORITHM=inplace;

跟 inplace 对应的就是拷贝表的方式了,用法是:

alter table t engine=innodb,ALGORITHM=copy;

当你使用 ALGORITHM=copy 的时候,表示的是强制拷贝表。

如果一个高配的机器,redo log 设置太小,会发生什么情况。

每次事务提交都要写 redo log,如果设置太小,很快就会被写满,也就是下面这个图的状态,这个“环”将很快被写满,write pos 一直追着 CP。

这时候系统不得不停止所有更新,去推进 checkpoint。

这时,你看到的现象就是磁盘压力很小,但是数据库出现间歇性的性能下跌。