DM 源码阅读系列文章（八）Online Schema Change 迁移支持

本文为 TiDB Data Migration 源码阅读系列文章的第八篇，《DM 源码阅读系列文章（七）定制化数据迁移功能的实现》 对 DM 中的定制化数据迁移功能进行详细的讲解，包括库表路由（Table routing）、黑白名单（Black & white table lists）、列值转化（Column mapping）、binlog 过滤（Binlog event filter）四个主要功能的实现。

本篇文章将会以 gh-ost 为例，详细地介绍 DM 是如何支持一些 MySQL 上的第三方 online schema change 方案迁移，内容包括 online schema change 方案的简单介绍，online schema change 迁移方案，以及迁移实现细节。

MySQL 的 Online Schema Change 方案

目前有一些第三方工具支持在 MySQL 上面进行 Online Schema Change，比较主流的包括 pt-online-schema-change 和 gh-ost。

这些工具的实现原理比较类似，本文会以 gh-ost 为例来进行分析讲解。

从上图可以大致了解到 gh-ost 的逻辑处理流程：

1. 在操作目标数据库上使用 create table ghost table like origin table 来创建 ghost 表；
2. 按照需求变更表结构，比如 add column/index；
3. gh-ost 自身变为 MySQL replica slave，将原表的全量数据和 binlog 增量变更数据迁移到 ghost 表；
4. 数据迁移完成之后执行 rename origin table to table_del, table_gho to origin table 完成 ghost 表和原始表的切换

pt-online-schema-change 通过 trigger 的方式来实现数据迁移，剩余流程类似。

在 DM 的 task 配置中可以通过设置 online-ddl-scheme 来配置的 online schema change 方案，目前仅支持 gh-ost/pt 两个配置选项。

DM Online Schema Change 迁移方案

根据上个章节介绍的流程，pt 和 gh-ost 除了 replicate 数据的方式不一样之外，其他流程都类似，并且这种 native 的模式可以使得 binlog replication 几乎不需要修改就可以迁移数据。但是 DM 为了减少迁移的数据量，简化一些场景（如 shard tables merge）下的处理流程，并做了额外的优化，即，不迁移 ghost 表的数据。

继续分析 online schema change 的流程，从数据迁移的角度看有下面这些需要关注的点：

• 原始表的增量数据复制模式有没有变化
• ghost 表会产生跟原始表几乎一样的冗余 binlog events
• 通过  rename origin table to table_del, table_gho to origin table 完成 ghost 表和原始表的切换

如果使用 ghost 表的 alter DDL 替换掉  rename origin table to table_del, table_gho to origin table ，那么就可以实现我们的不迁移 ghost 表数据的目的。

DM Online Schema Change 迁移实现细节

Online schema change 模块代码实现如下：

• gh-ost 迁移代码实现
• pt-online-schema-change 迁移代码实现

DM 将 迁移的表分为三类：

• real table - 原始表
• trash table - online schema change 过程中产生的非关键数据表，比如以 _ghc, _del 为后缀的表
• ghost table - 与原始表对应的经过 DDL 变更的数据表，比如以 _gho 为后缀的表

当 DM 遇到 DDL 的时候，都会 调用 online schema change 模块的代码进行处理，首先判断表的类型，接着针对不同类型作出不同的处理：

• real table - 对 rename table statement 进行模式检查，直接返回执行
• trash table - 对 rename table statement 做一些模式检查，直接忽略迁移
• ghost table
  • 如果 DDL 是 create/drop table statement ，则 清空内存中的残余信息后忽略这个 DDL 继续迁移
  • 如果 DDL 是 rename table statement ，则 返回内存中保存的 ghost table 的 DDLs
  • 如果是其他类型 DDL，则把这些 DDL 保存在内存中

下面是一个执行示例，方便大家对照着来理解上面的代码逻辑：

1. Section 1： 使用 create table like statement 创建 ghost table，DM 会清空内存中 online_ddl._t2_gho 对应的 DDL 信息
2. Section 2： 执行 alter table statement，DM 会保存 DDL 到内存中
3. Section 3：trash table 的 DDLs 会被忽略
4. Section 4：遇到 ghost table 的 rename table statement 会替换成 Section 2 的 DDL, 并且将该 DDL 的 table name 更换成对应 real table name 去执行

注意： rename table statement 模式检查主要是为了确保在 online schema change 变更过程中除了  rename origin table to table_del, table_gho to origin table 之外没有其他 rename table statement，避免迁移状态的复杂化。

小结

本篇文章详细地介绍 DM 对 online schema change 方案的迁移支持，内容包含 online schema change 方案的简单介绍， online schema change 迁移方案，以及迁移实现细节。下一章会对 DM 的 shard DDL merge 方案进行详细的讲解，敬请期待。