简要了解 MySql 5.5/5.6/5.7/8 出现的新特性

 

概述

中秋假期的前夕的9月12日,MySQL 8.0.0 放出了 Development Milestone Release。是开源数据库的一大新闻。

要知道MySQL的上一个版本号仅仅是 5.7。在MySQL归属于Oracle公司之后,版本号的飞速提升也开始了,按此趋势,预计不日将会赶超Oracle自家商业数据库产品……

发布之际,简要的了解和比较一下 MySQL 5.5/5.6/5.7/8 之间的区别和特性。

如有错误,烦请指出。

MySQL的开发周期

在比较之前,首先提一下MySQL的开发周期.

MySQL一个大版本的开发,大致经历如下几个阶段:

  • Feature Development
  • Feature Testing
  • Performance Testing
  • Lab Releases
  • Development Milestone Releases
  • General Availability Release(GA)

Feature Development

也即是所谓的特性开发阶段。这个阶段是常规的功能点确定,代码开发,完成CR以及QA等常规的开发流程。

在一系列的测试以及bugfix之后,当QA “signs off” 即测试通过之后,会合并到TRUNK之中。

Feature Testing

即特性测试阶段。

特性测试的阶段,从质量保证的角度出发,MySQL的测试工作将会有以下的关注点:

  • 完成新特性的基本测试工作
  • 未出现性能衰减/特性的倒退
  • 至少达到80%的代码覆盖率

一个新特性达到要能被合并到TRUNK之中,需要满足如下条件:

  • 没有任何已知的错误,包括那些微小的错误
  • 没有任何已知的性能衰减/特性的倒退
  • 代码覆盖率达到预期
  • 自动化测试集中需要有这一新特性的回归测试用例

Performance Testing

作为应用的基础组件,性能是绝大多数开发人员都在关注的问题。在特性测试完成之后,将要进行的是性能测试。

性能测试主要关注两个指标:吞吐量响应时间

针对于吞吐量的测试,会有如下的特点:

  • 并发测试范围从81024个连接
  • 使用诸如sysbench这类开源软件,进行简单OLTP(基本的事务处理)的测试,每个测试时间在5-10min范围内,随着数据集以及系统配置而定
  • 针对特定场景也会有相应的测试用例
  • 测试数据会被存储到数据库中,以便比较或者确定测试的基准值

而对于响应时间的测试,则会有如下的特点:

  • 在单个被测试线程上完成测试
  • 准备两方面测试用例,分别考验计算复杂型场景和IO密集型场景

Lab Releases

实验室发布是在用户对某一特性有着强烈的兴趣时,发布的快照版本,通常还没有合并到TRUNK之中。

实验室发布版本存在的特性,并不会保证在正式版等版本中存在。如果想要尝鲜,可以访问labs.mysql.com

Development Milestone Releases

上述步骤结束之后,到了DMR阶段,也就是本次 8.0 版本所处的阶段。

DMR将会是一个重复迭代的阶段,下一个DMR版本将会包含上一个DMR版本的新特性或者功能修复。并且,DMR了的MySQL将会支持所有的平台,DMR状态下的MySQL的代码质量是达到了可供发布的水准的。

DMR看起来像是游戏的公测版本,每3-6个月会发布一个版本,每个DMR版本的MySQL会有一个特性需求收集截止时间点,新增的特性会历经开发、测试的历程,合并到TRUNK之中,变为下一个DMR。

总之,DMR的目的就是能够时常发布,让用户和客户能够反馈需求,体验新版本。

General Availability Release(GA)

终于,在n个DMR之后,MySQL表现稳定,需求“无可”增加,客户满意,质量过关。

基于最后一个DMR版本,会发布GA版本,即我们可以“放心”使用在生产环境中的MySQL。

每个GA版本的发布周期间隔在18-24个月。

版本比较

对于这些MySQL版本,如果想要了解之间的差异,一个可行的办法是阅读GA版本的Release Notes。

MySQL 的近几个版本发行时间间隔并不太大:

版本 GA 版本发布时间
5.5.8 2010-12-03
5.6.10 2013-02-05
5.7.9 2015-10-21

大约2年会有一个较大更新的版本会发出。

新特性

对于使用者而言,新特性应该是关注的第一焦点。下面会针对版本列出一些个人认为有特点的新特性。

5.5

InnoDB 作为默认存储引擎

InnoDB 因为支持事务、行级别锁而广为人知,并广泛应用。但是在之前的版本中,InnoDB并不是默认的存储引擎。在5.5中,InnoDB成为了默认的存储引擎。

半同步复制

半同步复制(Semisynchronous Replication)在MySQL 5.5中被支持(以插件形式实现)。

默认的MySQL通过异步模式进行复制,主库写入binlog之后,从库不一定能够被读取并处理,因为写入成功只是说明在主库上成功。主从不同步带来的问题相当之多,提升了开发难度。

而半同步复制则是主库需要有至少一个半同步从库,当一次写入操作进行之后,至少在主库和至少一个半同步从库上都完成了写入之后,用户才会收到已成功的信息。

半同步复制在这一程度上提高了数据的安全性。

5.6

MySQL 5.6 的主要变化在性能优化方面。有一些小的新特性也值得关注。

表中可以设置多个Timestamp属性

MySQL 5.5 中,如果设定多个Timestamp的属性为 ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP 时,这样的操作是不能完成的,这样的需求,通常要在业务代码中完成。

而到了 MySQL 5.6 中,这样的操作可以直接通过设定字段的属性即可完成。

InnoDB 支持全文索引

全文索引 MyISAM 存储引擎之前相对于InnoDB的一个“优势”特性,在MySQL 5.6中不复存在。

针对字符串型的字段(CHARVARCHAR或者TEXT),可以选择在创建表时增加这个类型的索引。也可以后续添加。

InnoDB的全文索引也使用的是倒排索引的设计,分词完成的词汇将会存储在独立的索引表之中。当包含全文索引的字段插入之后,会进行分词,同时先将分词结果进入内存缓存,之后再刷入索引表中,避免一次写入带来的大量附加的小规模的更改操作。

多线程复制

在MySQL 5.6中,会针对每一个数据库开启一个独立的复制线程,如果数据库压力平均的话,对于主从同步延迟会有一定的改善。但是如果数据操作都在一个数据库上,就不会有太多显著的效果了。

加入全局事务ID(GTID)

在MySQL 5.6前,如果从库宕机,重启之后需要进行同步,需要知道binlog文件名已经位置。

在MySQL 5.6中,加入了GTID(global transaction identifier)。GTID由source_id和transaction_id构成,source_id标识主库,transaction_id标识在数据库上进行的事务,格式即GTID = source_id:transaction_id

在加入GTID之后,重启从库之后,不需要重新进行位置的指向,只需要连接到主库即可,剩下的步骤将会是自动的。

5.7

InnoDB

InnoDB地位进一步增强,这一次系统表已然变成了基于InnoDB存储引擎的表。并且也不能禁用InnoDB存储引擎了。

增强的多线程复制

在5.6中添加的多线程复制的增强版,针对每个数据库可以增加线程数进行同步,对5.7.9版本,在实际使用中,在机械盘的服务器上,原有业务高峰时主从同步延迟在10-30分钟左右,使用5.7.9之后基本实现了数据上的同步。

多源复制

即将多个主库的数据归并到一个从库的实例上。

之前的MySQL,每个从库都只能拥有一个主库,如今MySQL提供了官方的解决方案,用于将多个主库的数据同步到一个从库之上。

多源复制有一个关键概念,即频道(channel)。频道指代一个主从库之间用于同步binlog的连接,通过新增的FOR CHANNEL子句,指定一个非空的频道名称,按照先前版本的连接主库的方法,即可实现多源复制功能。

需要注意的是,当多个主库均写入同一张表时,是要自行处理主键冲突。

JSON数据类型操作

PostgreSQL 9.3开始,PostgreSQL中JSON成为了内置的数据类型。

作为被广泛使用的数据组织格式,之前版本的只能讲JSON格式数据按照字符串形式进行存储。

到了5.7之后,JSON支持也被加入。

JSON中的字符串在MySQL中会被转化成utf8mb4的字符集,给携带诸如emoji字符的数据的存储带来了方便。

对于JSON数据的结构特性,MySQL中对JSON的查询需要借助path expression以及JSON_EXTRACT方法进行查询。path expression的简要要点如下:

  • $符号开头
  • .符号紧接着的是对象中的key
  • [n]中表示的是数组中的第n个元素,n>=0
  • .[*]表示一个key下的所有对象
  • [*]表示一个key下所有的数组
  • exp_a**exp_b则表示path中带有exp_aexp_b的值
  • key如果包含特殊字符,需要通过双引号包裹起来

更多操作参见手册

innodb_buffer_pool_size参数动态修改

在之前的版本中,innodb_buffer_pool_size调整之后,需要重启数据库实例,这个对于线上业务几乎是不可接受的。硬件性能强悍的服务器,调整这一参数之后,MySQL的表现会有较为客观的提升。

到了MySQL 5.7,这一参数终于可以在线调整了。

初始化工具

在之前的版本中,初始化系统表一般都会使用mysql_install_db脚本,到MySQL 5.7之后建议使用mysqld --initialize完成实例初始化。

在通过mysqld --initialize进行初始化时,需要加上--initial-insecure才能实现空密码登录,否则会将初始化的默认密码写入到错误文件中。

初始化完成之后,还需要使用MySQL 5.7版本的客户端登录,并且修改默认密码。

8.0

作为版本号突飞猛进的一个版本,在MySQL 8.0中新增了如下的特性:

用户角色

8.0中将会增强账号管理的功能,提供角色这一概念,即能组合权限,批量授权给某一用户。

增强的InnoDB

  • 自增id会写入到redo log中,这一改动使得数据库重启之后的自增值能恢复到重启前的状态
  • 增加了死锁检测开关innodb_deadlock_detect,可以在高并发系统中动态调整这一特性,提升性能

增强的JSON操作

  • 增加了->>操作符,使用这一操作符等同于对JSON_EXTRACT的结果进行JSON_UNQUOTE操作,简化了SQL语句
  • 增加了按JSON数据组织返回数据操作的两个方法:JSON_ARRAYAGGJSON_OBJECTAGGJSON_ARRAYAGG将某列的值按照一个JSON数据返回,而JSON_OBJECTAGG将列A作为键,列B作为值,返回一个JSON对象格式的数据

后续将会继续更新本文。

相关

[1]: What’s New in MySQL 5.7? (So Far)

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