MySQL在线DDL操作指南

MySQL的在线数据定义语言（DDL）操作允许在对数据库对象进行结构修改时，最大限度减少对数据库可用性的影响，保证业务的连续性。本文将深入分析MySQL中各类在线DDL操作的支持情况、语法示例以及使用注意事项。

一、索引操作

（一）支持情况概述

MySQL对多种索引操作提供了在线支持，具体信息如下：

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
创建或添加二级索引	是	否	是	否
删除索引	是	否	是	是
重命名索引	是	否	是	是
添加FULLTEXT索引	是*	否*	否	否
添加SPATIAL索引	是	否	否	否
更改索引类型	是	否	是	是

（二）语法与使用说明

1. 创建或添加二级索引：可以使用CREATE INDEX或ALTER TABLE ADD INDEX语句。在创建索引期间，表仍可进行读写操作，并且索引创建完成时会反映表的最新内容。若服务器在创建过程中退出，恢复时会删除部分创建的索引，需重新执行创建语句。
2. 删除索引：使用DROP INDEX或ALTER TABLE DROP INDEX语句，删除索引时表可继续进行读写操作。
3. 重命名索引：使用ALTER TABLE... RENAME INDEX语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
4. 添加FULLTEXT索引：首次添加FULLTEXT索引且表中没有用户定义的FTS_DOC_ID列时会重建表，后续添加通常无需重建表。
5. 添加SPATIAL索引：使用CREATE TABLE或ALTER TABLE ADD SPATIAL INDEX语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=SHARED。
6. 更改索引类型：使用ALTER TABLE语句，先删除原索引，再添加新类型的索引，并指定ALGORITHM=INPLACE。

二、主键操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
添加主键	是	是	是	否
删除主键	否	是	否	否
删除主键并添加另一个	是	是	是	否

（二）语法与使用说明

1. 添加主键：使用ALTER TABLE ADD PRIMARY KEY语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。但在某些情况下，如列需要转换为NOT NULL时，可能不允许使用ALGORITHM=INPLACE。添加主键时，MySQL会检查列中是否存在重复值和NULL值。
2. 删除主键：使用ALTER TABLE DROP PRIMARY KEY语句，并指定ALGORITHM=COPY。
3. 删除主键并添加另一个：使用ALTER TABLE DROP PRIMARY KEY, ADD PRIMARY KEY语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。此操作会大幅重组数据，较为昂贵。

三、列操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
添加列	是	是	是*	否
删除列	是	是	是	否
重命名列	是	否	是*	是
重新排序列	是	是	是	否
设置列默认值	是	否	是	是
更改列数据类型	否	是	否	否
扩展VARCHAR列大小	是	否	是	是
删除列默认值	是	否	是	是
更改自增数值	是	否	是	否*
使列可为NULL	是	是*	是	否
使列不可为NULL	是*	是*	是	否
修改ENUM或SET列定义	是	否	是	是

（二）语法与使用说明

1. 添加列：使用ALTER TABLE ADD COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。添加自增列时不允许并发DML。
2. 删除列：使用ALTER TABLE DROP COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
3. 重命名列：使用ALTER TABLE CHANGE语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。保持数据类型和[NOT] NULL属性不变时，可支持并发DML。
4. 重新排序列：使用CHANGE或MODIFY操作中的FIRST或AFTER关键字，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
5. 更改列数据类型：使用ALTER TABLE CHANGE语句，并指定ALGORITHM=COPY。
6. 扩展VARCHAR列大小：使用ALTER TABLE CHANGE COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。但需注意长度字节的限制。
7. 设置列默认值：使用ALTER TABLE ALTER COLUMN SET DEFAULT语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
8. 删除列默认值：使用ALTER TABLE ALTER COLUMN DROP DEFAULT语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
9. 更改自增数值：使用ALTER TABLE AUTO_INCREMENT=next_value语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
10. 使列可为NULL：使用ALTER TABLE MODIFY COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
11. 使列不可为NULL：使用ALTER TABLE MODIFY COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。需启用STRICT_ALL_TABLES或STRICT_TRANS_TABLES SQL模式，且列中不能包含NULL值。
12. 修改ENUM或SET列定义：使用ALTER TABLE MODIFY COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。在不改变存储大小的情况下，可添加新成员。

四、生成列操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
添加STORED列	否	是	否	否
修改STORED列顺序	否	是	否	否
删除STORED列	是	是	是	否
添加VIRTUAL列	是	否	是	是
修改VIRTUAL列顺序	否	是	否	否
删除VIRTUAL列	是	否	是	是

（二）语法与使用说明

1. 添加STORED列：使用ALTER TABLE ADD COLUMN语句，并指定ALGORITHM=COPY。因为服务器需要评估表达式，所以不是原地操作。
2. 修改STORED列顺序：使用ALTER TABLE MODIFY COLUMN语句，并指定ALGORITHM=COPY。
3. 删除STORED列：使用ALTER TABLE DROP COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。
4. 添加VIRTUAL列：对于非分区表，使用ALTER TABLE ADD COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。但不能与其他ALTER TABLE操作组合。对于分区表，不是原地操作。
5. 修改VIRTUAL列顺序：使用ALTER TABLE MODIFY COLUMN语句，并指定ALGORITHM=COPY。
6. 删除VIRTUAL列：对于非分区表，使用ALTER TABLE DROP COLUMN语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。但不能与其他ALTER TABLE操作组合。对于分区表，不是原地操作。

五、外键操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
添加外键约束	是*	否	是	是
删除外键约束	是	否	是	是

（二）语法与使用说明

1. 添加外键约束：当foreign_key_checks禁用时，支持INPLACE算法，否则仅支持COPY算法。使用ALTER TABLE ADD CONSTRAINT语句。
2. 删除外键约束：使用ALTER TABLE DROP FOREIGN KEY语句。也可在同一语句中删除外键及其关联索引。可通过SHOW CREATE TABLE或查询Information Schema TABLE_CONSTRAINTS表获取外键约束名称。

六、表操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
更改ROW_FORMAT	是	是	是	否
更改KEY_BLOCK_SIZE	是	是	是	否
设置持久表统计信息	是	否	是	是
指定字符集	是	是	是	否
转换字符集	否	是	否	否
优化表	是	是	是	否
使用FORCE选项重建表	是	是	是	否
执行空重建	是	是	是	否
重命名表	是	否	是	是

（二）语法与使用说明

1. 更改ROW_FORMAT：使用ALTER TABLE ROW_FORMAT = row_format语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。此操作会大幅重组数据。
2. 更改KEY_BLOCK_SIZE：使用ALTER TABLE KEY_BLOCK_SIZE = value语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。此操作会大幅重组数据。
3. 设置持久表统计信息选项：使用ALTER TABLE STATS_PERSISTENT=0, STATS_SAMPLE_PAGES=20, STATS_AUTO_RECALC=1语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。此操作仅修改表元数据。
4. 指定字符集：使用ALTER TABLE CHARACTER SET = charset_name语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。若新字符编码不同，会重建表。
5. 转换字符集：使用ALTER TABLE CONVERT TO CHARACTER SET charset_name语句，并指定ALGORITHM=COPY。若新字符编码不同，会重建表。
6. 优化表：使用OPTIMIZE TABLE语句。对于包含FULLTEXT索引的表，不支持原地操作，且不允许使用ALGORITHM和LOCK语法。
7. 使用FORCE选项重建表：使用ALTER TABLE FORCE语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。自MySQL 5.6.17起支持ALGORITHM=INPLACE，但对于包含FULLTEXT索引的表不支持。
8. 执行空重建：使用ALTER TABLE ENGINE=InnoDB语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。自MySQL 5.6.17起支持ALGORITHM=INPLACE，但对于包含FULLTEXT索引的表不支持。
9. 重命名表：使用ALTER TABLE RENAME TO语句，并指定ALGORITHM=INPLACE和LOCK=NONE。也可使用RENAME TABLE语句。重命名表时，需手动更改授予原表的特权。

七、表空间操作

（一）支持情况概述

操作	原地操作	重建表	允许并发DML	仅修改元数据
启用或禁用文件表空间加密	否	是	否	否

（二）语法与使用说明

使用ALTER TABLE ENCRYPTION='Y'语句，并指定ALGORITHM=COPY。加密仅支持文件表空间。

八、分区操作

（一）支持情况概述

多数ALTER TABLE分区子句不通过与常规非分区InnoDB表相同的内部在线DDL API，因此其在线支持情况有所不同。以下是部分分区操作的在线状态：

分区子句	原地操作	允许DML	备注
PARTITION BY	否	否	允许ALGORITHM=COPY，`LOCK={DEFAULT
ADD PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT。对于按RANGE或LIST分区的表，不复制现有数据。对于按HASH或LIST分区的表，允许并发查询，MySQL在复制数据时持有共享锁
DROP PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT。对于按RANGE或LIST分区的表，不复制现有数据
DISCARD PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT
IMPORT PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT
TRUNCATE PARTITION	是	是	不复制现有数据，仅删除行，不改变表或其分区的定义
COALESCE PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT。对于按HASH或LIST分区的表，允许并发查询，MySQL在复制数据时持有共享锁
REORGANIZE PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT。对于按LINEAR HASH或LIST分区的表，允许并发查询，MySQL在复制受影响分区的数据时持有共享元数据锁
EXCHANGE PARTITION	是	是
ANALYZE PARTITION	是	是
CHECK PARTITION	是	是
OPTIMIZE PARTITION	否	否	ALGORITHM和LOCK子句被忽略，重建整个表
REBUILD PARTITION	否	否	仅允许ALGORITHM=DEFAULT，LOCK=DEFAULT。对于按LINEAR HASH或LIST分区的表，允许并发查询，MySQL在复制受影响分区的数据时持有共享元数据锁
REPAIR PARTITION	是	是
REMOVE PARTITIONING	否	否	允许ALGORITHM=COPY，`LOCK={DEFAULT

（二）语法与使用说明

非分区在线ALTER TABLE操作对分区表遵循与常规表相同的规则，但会对每个表分区执行在线操作，可能增加系统资源需求。如需了解更多关于ALTER TABLE分区子句的信息，可参考相关文档。

通过深入了解MySQL的在线DDL操作，开发者和数据库管理员能够在保证数据库可用性的前提下，灵活、高效地对数据库结构进行调整，满足业务发展的需求。