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MySQL分区表的局限和限制详解

2017-03-12 10:06:53 作者：sunss

本文对Mysql分区表的局限性做了一些总结，因为个人能力以及测试环境的原因，有可能有错误的地方，还请大家看到能及时指出，当然有兴趣的朋友可以去官方网站查阅。

禁止构建

分区表达式不支持以下几种构建：

存储过程，存储函数，UDFS或者插件

声明变量或者用户变量

可以参考分区不支持的SQL函数

算术和逻辑运算符

分区表达式支持+,-,*算术运算，但是不支持DIV和/运算（还存在，可以查看Bug #30188, Bug #33182）。但是，结果必须是整形或者NULL（线性分区键除外，想了解更多信息，可以查看分区类型）。

分区表达式不支持位运算：|，&，^，<<，>>，~ .

HANDLER语句

在MySQL 5.7.1之前的分区表不支持HANDLER语句，以后的版本取消了这一限制。

服务器SQL模式

如果要用用户自定义分区的表的话，需要注意的是，在创建分区表时的SQL模式是不保留的。在服务器SQL模式一章中已经讨论过，大多数MySQL函数和运算符的结果可能会根据服务器SQL模式而改变。所以，一旦SQL模式在创建分区表后改变，可能导致这些表的行为发生重大变化，很容易导致数据丢失或者损坏。基于以上原因，强烈建议你在创建分区表后千万不要修改服务器的SQL模式。

举个例子来说明下上述情况：

1.错误处理

mysql> CREATE TABLE tn (c1 INT)
  ->    PARTITION BY LIST(1 DIV c1) (
  ->    PARTITION p0 VALUES IN (NULL),
  ->    PARTITION p1 VALUES IN (1)
  -> );
  Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)

MySQL默认除以0的结果是NULL，而不是报错：

mysql> SELECT @@sql_mode;
+------------+
| @@sql_mode |
+------------+
|      |
+------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> INSERT INTO tn VALUES (NULL), (0), (1);
Query OK, 3 rows affected (0.00 sec)
Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0

然而如果我们修改SQL模式的话，就会报错：

mysql> SET sql_mode='STRICT_ALL_TABLES,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> INSERT INTO tn VALUES (NULL), (0), (1);
ERROR 1365 (22012): Division by 0

2.表辅助功能

有时候修改SQL模式可能会导致分区表不可用。比如有些表只有在SQL模式为NO_UNSIGNED_SUBTRACTION才发挥作用，比如：

mysql> SELECT @@sql_mode;
+------------+
| @@sql_mode |
+------------+
|      |
+------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> CREATE TABLE tu (c1 BIGINT UNSIGNED)
  ->   PARTITION BY RANGE(c1 - 10) (
  ->   PARTITION p0 VALUES LESS THAN (-5),
  ->   PARTITION p1 VALUES LESS THAN (0),
  ->   PARTITION p2 VALUES LESS THAN (5),
  ->   PARTITION p3 VALUES LESS THAN (10),
  ->   PARTITION p4 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
  -> );
ERROR 1563 (HY000): Partition constant is out of partition function domain
   
mysql> SET sql_mode='NO_UNSIGNED_SUBTRACTION';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> SELECT @@sql_mode;
+-------------------------+
| @@sql_mode       |
+-------------------------+
| NO_UNSIGNED_SUBTRACTION |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> CREATE TABLE tu (c1 BIGINT UNSIGNED)
  ->   PARTITION BY RANGE(c1 - 10) (
  ->   PARTITION p0 VALUES LESS THAN (-5),
  ->   PARTITION p1 VALUES LESS THAN (0),
  ->   PARTITION p2 VALUES LESS THAN (5),
  ->   PARTITION p3 VALUES LESS THAN (10),
  ->   PARTITION p4 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
  -> );
   
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)

如果你在创建tu后，修改SQL模式，就可能再也不能访问这个表了：

mysql> SET sql_mode='';Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM tu;
ERROR 1563 (HY000): Partition constant is out of partition function domain
 
mysql> INSERT INTO tu VALUES (20);
ERROR 1563 (HY000): Partition constant is out of partition function domain

服务器端的SQL模式也会影响分区表的复制。在主备间使用不同的SQL模式可能会导致分区表达式主备上执行是不同的结果（而在阿里主备切换是很正常的操作）；这也会导致在主备复制过程中，不同分区间的数据分布不同；也有可能导致在主库上的分区表insert成功，而备库上失败。基于上述情况，最好的解决办法是保证主备间的SQL模式要保持一致（这个是DBA在运维过程中需要注意的）。

性能注意事项

下面是一些会影响分区操作性能的因素：

文件系统操作
分区或者重新分区（比如ALTER TABLE ...PARTITION BY ..., REORGANIZE PARTITION, 或者REMOVE PARTITIONING ）操作取决于文件系统的实现。意思是说上述操作会受操作系统上，比如：文件系统的类型和特性，磁盘速度，swap空间，操作系统上的文件处理效率，以及MySQL服务器上的和文件句柄相关的选项，变量等因素影响。需要特别说明的是，你需要保证large_files_support是enabled的，open_files_limit设置是合理的。对于MyISAM引擎的分区表来说，需要增加myisam_max_sort_file_size以提高性能；对于InnoDB表来说，分区或者重新分区操作通过enabled innodb_file_per_table效率会更快。

也可以参考分区的最大数量。

MyISAM和分区文件描述符

对于MyISAM分区表来说，MySQL为每个打开的表，每个分区使用两个文件描述符。这也就意味着，在MyISAM分区表上想执行操作（特别是ALTER TABLE操作）比相同的表没有分区，需要更多的文件描述符。

假设我们要创建有100个分区的MyISAM表，语句如下：

CREATE TABLE t (c1 VARCHAR(50))
PARTITION BY KEY (c1) PARTITIONS 100
ENGINE=MYISAM;

简单来讲，在这个例子中，虽然我们用的KEY分区，但是文件描述符的问题，在所有使用表引擎是MyISAM的分区里都会遇到，不管是分区类型是哪种。但是使用其他存储引擎（比如InnoDB）的分区表没有这个问题。

假设你想对t重新分区，想让它有101个分区的话，使用下面的语句：

ALTER TABLE t PARTITION BY KEY (c1) PARTITIONS 101;

如果要处理ALTER TABLE语句需要402个文件描述符，原来100个分区*2个+101个新分区*2。这是因为在重新组织表数据时，必须打开所有的（新旧）分区。所以建议在执行这些操作时，要确保--open-files-limit要设置的大些。

表锁

对表执行分区操作的进程会占用表的写锁，不影响读，例如在这些分区上的INSERT和UPDATE操作只有在分区操作完成后才能执行。

存储引擎

分区操作，比如查询，和更新操作通常情况下用MyISAM引擎要比InnoDB和NDB快。

索引；分区修剪

分区表和非分区表一样，合理的利用索引可以显著地提升查询速度。另外，设计分区表以及在这些表上的查询，可以利用分区修剪来显著提升性能。

在MySQL 5.7.3版本之前，分区表不支持索引条件下推，之后的版本可以支持了。

load data性能

在MySQL 5.7，load data 使用buffer提高性能。你需要知道的是buffer会占用每个分区的130KB来达到这个目的。

分区的最大个数

如果不是用NDB作为存储引擎的分区表，支持分区（这里子分区也包含在内）最大个数是8192。

如果使用NDB作为存储引擎的用户自定义分区的最大分区个数，取决于MySQL Cluster的版本，数据节点和其他因素。

如果你创建一个非常多（比最大分区数要少）的分区时，遇到诸如Got error ... from storage engine: Out of resources when opening file类的错误，你可能需要增加open_files_limit。但是open_files_limit其实也依赖操作系统，可能不是所有的平台都可以建议调整。还有一些其他情况，不建议使用巨大或者成百上千个分区，所以使用越来越多的分区并不见得能带来好结果。

不支持Query cache

分区表不支持query cache，在分区表的查询中自动避开了query cache。也就是说在分区表的查询语句中query cache是不起作用的。

每个分区一个key caches

在MySQL 5.7版本中，可以通过CACHE INDEX和LOAD INDEX INTO CACHE来使用MyISAM分区表的key cache。可以为一个，几个或者所有分区都定义key cache，这样可以把一个，几个或者所有分区的索引预加载到key cache中。

不支持InnoDB分区表的外键

使用InnoDB引擎的分区表不支持外键。下面的两种具体情况来阐述：

在InnoDB表不能使用包含有外键的自定义分区；如果已经使用了外键的InnoDB表，则不能被分区。

InnoDB表不能包含一个和用户自定义分区表相关的外键；使用了用户自定义分区的InnoDB表，不能包含和外键相关的列。

刚刚列出的限制的范围包括使用InnoDB存储引擎的所有表。违反这些限制的CREATE TABLE和ALTER TABLE语句是不被允许的。

ALTER TABLE ... ORDER BY

如果在分区表上执行ALTER TABLE ... ORDER BY的话，会导致每个分区的行排序。

REPLACE语句在修改primary key上的效率

在某些情况下是需要修改表的primary key的，如果你的应用程序使用了REPLACE语句,这些语句的结果可能会被大幅度修改。

全文索引

分区表不支持全文索引或者搜索，即使分区表的存储引擎是InnoDB或者MyISAM也不行。

空间列

分区表不支持空间列，比如点或者几何。

临时表

不能对临时表进行分区(Bug #17497)。

日志表

不能对日志表进行分区，如果强制执行ALTER TABLE ... PARTITION BY ... 语句会报错。

分区键的数据类型

分区键必须是整形或者结果是整形的表达式。不能用结果为ENUM类型的表达式。因为这种类型的表达式可能是NULL。

下面两种情况是例外的：

当用LINER分区时，可以使用除TEXT或者BLOBS以外的数据类型作为分区键，因为MySQL内部的 hash函数会从这些列中产生正确的数据类型。例如，下面的创建语句是合法的：

CREATE TABLE tkc (c1 CHAR)
PARTITION BY KEY(c1)
PARTITIONS 4;

CREATE TABLE tke
  ( c1 ENUM('red', 'orange', 'yellow', 'green', 'blue', 'indigo', 'violet') )
PARTITION BY LINEAR KEY(c1)
PARTITIONS 6;

当用RANGE，LIST，DATE或者DATETIME列分区的话，可能会用string。例如，下面的创建语句是合法的：

CREATE TABLE rc (c1 INT, c2 DATE)
PARTITION BY RANGE COLUMNS(c2) (
  PARTITION p0 VALUES LESS THAN('1990-01-01'),
  PARTITION p1 VALUES LESS THAN('1995-01-01'),
  PARTITION p2 VALUES LESS THAN('2000-01-01'),
  PARTITION p3 VALUES LESS THAN('2005-01-01'),
  PARTITION p4 VALUES LESS THAN(MAXVALUE)
);

CREATE TABLE lc (c1 INT, c2 CHAR(1))
PARTITION BY LIST COLUMNS(c2) (
  PARTITION p0 VALUES IN('a', 'd', 'g', 'j', 'm', 'p', 's', 'v', 'y'),
  PARTITION p1 VALUES IN('b', 'e', 'h', 'k', 'n', 'q', 't', 'w', 'z'),
  PARTITION p2 VALUES IN('c', 'f', 'i', 'l', 'o', 'r', 'u', 'x', NULL)
);

上述异常都不适用于BLOB或TEXT列类型。

子查询

即使子查询避开整形值或者NULL值，分区键不能子查询。

子分区的问题

子分区必须使用HASH或者KEY分区。只有RANGE和LIST分区支持被子分区；HASH和KEY不支持被子分区。

SUBPARTITION BY KEY要求显示指定子分区列，不像PARTITION BY KEY可以省略（这种情况下会默认使用表的primary key）。例如，如果是这样创建表：

CREATE TABLE ts (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(30)
);

你也可以使用相同的列的创建分区表（以KEY分区），使用下面语句：

CREATE TABLE ts (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(30)
)
PARTITION BY KEY()
PARTITIONS 4;

前面的语句其实和下面的语句是一样的：

CREATE TABLE ts (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(30)
)
PARTITION BY KEY(id)
PARTITIONS 4;

但是，如果尝试使用缺省列作为子分区列，创建子分区表的话，以下语句将失败，必须指定该语句才能执行成功，如下所示：（bug已知 Bug #51470）。

mysql> CREATE TABLE ts (
  ->   id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  ->   name VARCHAR(30)
  -> )
  -> PARTITION BY RANGE(id)
  -> SUBPARTITION BY KEY()
  -> SUBPARTITIONS 4
  -> (
  ->   PARTITION p0 VALUES LESS THAN (100),
  ->   PARTITION p1 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
  -> );
   
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that
corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near ')
 
mysql> CREATE TABLE ts (
  ->   id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  ->   name VARCHAR(30)
  -> )
  -> PARTITION BY RANGE(id)
  -> SUBPARTITION BY KEY(id)
  -> SUBPARTITIONS 4
  -> (
  ->   PARTITION p0 VALUES LESS THAN (100),
  ->   PARTITION p1 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
  -> );
   
Query OK, 0 rows affected (0.07 sec)

数据字典和索引字典选项

分区表的数据字典和索引字典受以下因素制约：

表级的数据字典和索引字典被忽略（Bug #32091）

在Windows系统上，MyISAM分区表不支持独立分区或子分区的数据字典和索引字典选项。但是支持InnoDB分区表的独立分区或者子分区的数据字典。

修复和重建分区表

分区表支持CHECK TABLE, OPTIMIZE TABLE, ANALYZE TABLE, 和 REPAIR TABLE语句。

另外，你也可以用ALTER TABLE ... REBUILD PARTITION在一个分区表上重建一个或多个分区；用ALTER TABLE ... REORGANIZE PARTITION同样可以重建分区。

从MySQL 5.7.2开始，子分区支持ANALYZE, CHECK, OPTIMIZE, REPAIR, 和 TRUNCATE操作。而在MySQL5.7.5之前的版本就已经引入REBUILD语法，只是不起作用（可以参考Bug #19075411, Bug #73130）。

分区表不支持mysqlcheck, myisamchk, 和 myisampack操作。

导出选项

在MySQL 5.7.4以前的版本，不支持InnoDB分区表的FLUSH TABLES语句的导出选项（Bug #16943907）。

参考资料

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/partitioning-limitations.html

https://www.slideshare.net/datacharmer/mysql-partitions-tutorial/34-Partition_pruning_unpartitioned_tableexplain_partitions

https://www.percona.com/blog/2010/12/11/mysql-partitioning-can-save-you-or-kill-you/

MySQL分区表的局限和限制详解

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