一、问题背景

在MySQL数据库的日常运维中，随着业务需求的变化，我们经常需要对表结构进行修改，例如添加字段、调整列类型、重建索引等。这类操作通常通过 ALTER TABLE 语句实现。

MySQL在线DDL操作与pt-osc工具_mysql


然而，在早期版本（如MySQL 5.6之前）中，执行 ALTER TABLE 操作会锁表并重建整张表，导致在执行期间无法进行读写操作，尤其在大表场景下，锁表现象尤为明显，严重影响线上服务的可用性。

以一个典型场景为例：

  • 某电商平台的订单表数据量达到千万级；
  • 需要新增一个 coupon_used 字段用于记录优惠券使用情况；
  • 若直接使用 ALTER TABLE orders ADD COLUMN coupon_used TINYINT DEFAULT 0; 执行，将导致表被锁长达数分钟甚至更久；
  • 在此期间，所有涉及该表的查询和写入操作均被阻塞，影响用户体验，甚至可能引发服务异常。

这就是典型的“DDL导致服务不可用”的技术痛点。

二、解决方案选型与实现

1. MySQL原生在线DDL（Online DDL）

从MySQL 5.6开始，官方引入了**在线DDL（Online DDL）**机制，支持部分 ALTER TABLE 操作在不锁表或仅短暂锁表的情况下完成。

支持的操作类型包括：
  • 添加/删除列（某些情况下）
  • 修改列属性（如默认值、是否为NULL）
  • 添加/删除索引
  • 更改存储引擎等
示例SQL：
ALTER TABLE orders ADD COLUMN coupon_used TINYINT DEFAULT 0, ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;

其中：

  • ALGORITHM=INPLACE 表示采用原地修改的方式；
  • LOCK=NONE 表示在整个过程中不加锁，允许并发读写。
优点：
  • 无需额外部署工具，开箱即用；
  • 可控性强，兼容性好；
  • 对应用无侵入。
缺点：
  • 并非所有DDL操作都支持完全不锁表；
  • 大表仍需较长的时间进行元数据变更；
  • 某些复杂操作仍可能导致性能波动。

2. pt-online-schema-change（pt-osc）工具

由Percona公司开发的 pt-online-schema-change（简称 pt-osc）是一种第三方开源工具，用于在不影响线上服务的前提下完成表结构变更。

其核心原理是：

  1. 创建一张与原表结构相同的新表；
  2. 应用新的表结构定义；
  3. 将原表数据逐步复制到新表；
  4. 使用触发器同步期间产生的增量数据；
  5. 最后切换表名，完成替换。
示例命令：
pt-online-schema-change --alter "ADD COLUMN coupon_used TINYINT DEFAULT 0" D=test,t=orders --execute
优点：
  • 完全避免锁表，适用于大表操作；
  • 支持回滚机制，保障数据安全；
  • 可视化进度显示，便于监控。
缺点：
  • 需要额外安装和配置；
  • 对服务器资源有一定消耗（CPU、IO）；
  • 触发器可能影响主库性能。

三、实际效果对比与选择建议

方案

是否锁表

性能影响

易用性

是否需外部依赖

推荐场景

MySQL Online DDL

部分锁表

中等

高

否

中小表、对锁敏感度低的场景

pt-osc

不锁表

较高

中

是

大表、高并发、强可用性要求的生产环境

在我们的生产环境中，针对一张超过2000万条数据的用户表进行结构变更时，使用 pt-osc 工具将锁表时间从原来的8分钟降低至接近0秒，同时确保了服务的连续性和稳定性。

四、总结与建议

面对MySQL中DDL操作带来的服务中断风险，应根据具体场景选择合适的方案：

  • 对于中小型表且对锁表容忍度较高的场景，推荐使用 MySQL 原生的 Online DDL；
  • 对于大型表、高并发系统或不允许停机维护的生产环境，优先考虑使用 pt-osc 工具；
  • 实施前务必做好备份和测试，尤其是使用 pt-osc 时要注意磁盘空间和负载压力；
  • 可结合自动化平台实现灰度发布、自动回滚等高级能力，进一步提升变更的安全性。

最终目标是：在保证数据一致性的前提下，实现表结构变更的平滑过渡，最大程度减少对业务的影响。