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learn.lianglianglee.com/专栏/MySQL实战45讲/41 怎么最快地复制一张表？.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

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<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>41 怎么最快地复制一张表？</h1>
<p>我在上一篇文章最后，给你留下的问题是怎么在两张表中拷贝数据。如果可以控制对源表的扫描行数和加锁范围很小的话，我们简单地使用 insert … select 语句即可实现。</p>
<p>当然，为了避免对源表加读锁，更稳妥的方案是先将数据写到外部文本文件，然后再写回目标表。这时，有两种常用的方法。接下来的内容，我会和你详细展开一下这两种方法。</p>
<p>为了便于说明，我还是先创建一个表 db1.t，并插入 1000 行数据，同时创建一个相同结构的表 db2.t。</p>
<pre><code>create database db1;
use db1;
create table t(id int primary key, a int, b int, index(a))engine=innodb;
delimiter ;;
create procedure idata()
begin
declare i int;
set i=1;
while(i&lt;=1000)do
insert into t values(i,i,i);
set i=i+1;
end while;
end;;
delimiter ;
call idata();
create database db2;
create table db2.t like db1.t
</code></pre>
<p>假设，我们要把 db1.t 里面 a&gt;900 的数据行导出来，插入到 db2.t 中。</p>
<h1>mysqldump 方法</h1>
<p>一种方法是，使用 mysqldump 命令将数据导出成一组 INSERT 语句。你可以使用下面的命令：</p>
<pre><code>mysqldump -h$host -P$port -u$user --add-locks=0 --no-create-info --single-transaction --set-gtid-purged=OFF db1 t --where=&quot;a&gt;900&quot; --result-file=/client_tmp/t.sql
</code></pre>
<p>把结果输出到临时文件。</p>
<p>这条命令中，主要参数含义如下：</p>
<ol>
<li>–single-transaction 的作用是，在导出数据的时候不需要对表 db1.t 加表锁，而是使用 START TRANSACTION WITH CONSISTENT SNAPSHOT 的方法；</li>
<li>–add-locks 设置为 0，表示在输出的文件结果里，不增加&quot; LOCK TABLES <code>t</code> WRITE;&quot; ；</li>
<li>–no-create-info 的意思是，不需要导出表结构；</li>
<li>–set-gtid-purged=off 表示的是，不输出跟 GTID 相关的信息；</li>
<li>–result-file 指定了输出文件的路径，其中 client 表示生成的文件是在客户端机器上的。</li>
</ol>
<p>通过这条 mysqldump 命令生成的 t.sql 文件中就包含了如图 1 所示的 INSERT 语句。</p>
<p><img src="assets/8acdcefcaf5c9940570bf7e8f73dbdde.png" alt="img" /></p>
<p>图 1 mysqldump 输出文件的部分结果</p>
<p>可以看到，一条 INSERT 语句里面会包含多个 value 对，这是为了后续用这个文件来写入数据的时候，执行速度可以更快。</p>
<p>如果你希望生成的文件中一条 INSERT 语句只插入一行数据的话，可以在执行 mysqldump 命令时，加上参数–skip-extended-insert。</p>
<p>然后，你可以通过下面这条命令，将这些 INSERT 语句放到 db2 库里去执行。</p>
<pre><code>mysql -h127.0.0.1 -P13000 -uroot db2 -e &quot;source /client_tmp/t.sql&quot;
</code></pre>
<p>需要说明的是，source 并不是一条 SQL 语句，而是一个客户端命令。mysql 客户端执行这个命令的流程是这样的：</p>
<ol>
<li>打开文件，默认以分号为结尾读取一条条的 SQL 语句；</li>
<li>将 SQL 语句发送到服务端执行。</li>
</ol>
<p>也就是说，服务端执行的并不是这个“source t.sql&quot;语句，而是 INSERT 语句。所以，不论是在慢查询日志（slow log），还是在 binlog，记录的都是这些要被真正执行的 INSERT 语句。</p>
<h1>导出 CSV 文件</h1>
<p>另一种方法是直接将结果导出成.csv 文件。MySQL 提供了下面的语法，用来将查询结果导出到服务端本地目录：</p>
<pre><code>select * from db1.t where a&gt;900 into outfile '/server_tmp/t.csv';
</code></pre>
<p>我们在使用这条语句时，需要注意如下几点。</p>
<ol>
<li>这条语句会将结果保存在服务端。如果你执行命令的客户端和 MySQL 服务端不在同一个机器上，客户端机器的临时目录下是不会生成 t.csv 文件的。</li>
<li>into outfile 指定了文件的生成位置（/server_tmp/），这个位置必须受参数 secure_file_priv 的限制。参数 secure_file_priv 的可选值和作用分别是：
<ul>
<li>如果设置为 empty，表示不限制文件生成的位置，这是不安全的设置；</li>
<li>如果设置为一个表示路径的字符串，就要求生成的文件只能放在这个指定的目录，或者它的子目录；</li>
<li>如果设置为 NULL，就表示禁止在这个 MySQL 实例上执行 select … into outfile 操作。</li>
</ul>
</li>
<li>这条命令不会帮你覆盖文件，因此你需要确保 /server_tmp/t.csv 这个文件不存在，否则执行语句时就会因为有同名文件的存在而报错。</li>
<li>这条命令生成的文本文件中，原则上一个数据行对应文本文件的一行。但是，如果字段中包含换行符，在生成的文本中也会有换行符。不过类似换行符、制表符这类符号，前面都会跟上“\”这个转义符，这样就可以跟字段之间、数据行之间的分隔符区分开。</li>
</ol>
<p>得到.csv 导出文件后，你就可以用下面的 load data 命令将数据导入到目标表 db2.t 中。</p>
<pre><code>load data infile '/server_tmp/t.csv' into table db2.t;
</code></pre>
<p>这条语句的执行流程如下所示。</p>
<ol>
<li>打开文件 /server_tmp/t.csv，以制表符 (\t) 作为字段间的分隔符，以换行符（\n）作为记录之间的分隔符，进行数据读取；</li>
<li>启动事务。</li>
<li>判断每一行的字段数与表 db2.t 是否相同：
<ul>
<li>若不相同，则直接报错，事务回滚；</li>
<li>若相同，则构造成一行，调用 InnoDB 引擎接口，写入到表中。</li>
</ul>
</li>
<li>重复步骤 3，直到 /server_tmp/t.csv 整个文件读入完成，提交事务。</li>
</ol>
<p>你可能有一个疑问，<strong>如果 binlog_format=statement，这个 load 语句记录到 binlog 里以后，怎么在备库重放呢？</strong></p>
<p>由于 /server_tmp/t.csv 文件只保存在主库所在的主机上，如果只是把这条语句原文写到 binlog 中，在备库执行的时候，备库的本地机器上没有这个文件，就会导致主备同步停止。</p>
<p>所以，这条语句执行的完整流程，其实是下面这样的。</p>
<ol>
<li>主库执行完成后，将 /server_tmp/t.csv 文件的内容直接写到 binlog 文件中。</li>
<li>往 binlog 文件中写入语句 load data local infile ‘/tmp/SQL_LOAD_MB-1-0’ INTO TABLE <code>db2</code>.<code>t</code>。</li>
<li>把这个 binlog 日志传到备库。</li>
<li>备库的 apply 线程在执行这个事务日志时：
a. 先将 binlog 中 t.csv 文件的内容读出来，写入到本地临时目录 /tmp/SQL_LOAD_MB-1-0 中；
b. 再执行 load data 语句，往备库的 db2.t 表中插入跟主库相同的数据。</li>
</ol>
<p>执行流程如图 2 所示：</p>
<p><img src="assets/3a6790bc933af5ac45a75deba0f52cfd.jpg" alt="img" /></p>
<p>图 2 load data 的同步流程</p>
<p>注意，这里备库执行的 load data 语句里面，多了一个“local”。它的意思是“将执行这条命令的客户端所在机器的本地文件 /tmp/SQL_LOAD_MB-1-0 的内容，加载到目标表 db2.t 中”。</p>
<p>也就是说，<strong>load data 命令有两种用法</strong>：</p>
<ol>
<li>不加“local”，是读取服务端的文件，这个文件必须在 secure_file_priv 指定的目录或子目录下；</li>
<li>加上“local”，读取的是客户端的文件，只要 mysql 客户端有访问这个文件的权限即可。这时候，MySQL 客户端会先把本地文件传给服务端，然后执行上述的 load data 流程。</li>
</ol>
<p>另外需要注意的是，<strong>select …into outfile 方法不会生成表结构文件</strong>, 所以我们导数据时还需要单独的命令得到表结构定义。mysqldump 提供了一个–tab 参数，可以同时导出表结构定义文件和 csv 数据文件。这条命令的使用方法如下：</p>
<pre><code>mysqldump -h$host -P$port -u$user ---single-transaction --set-gtid-purged=OFF db1 t --where=&quot;a&gt;900&quot; --tab=$secure_file_priv
</code></pre>
<p>这条命令会在 $secure_file_priv 定义的目录下，创建一个 t.sql 文件保存建表语句，同时创建一个 t.txt 文件保存 CSV 数据。</p>
<h1>物理拷贝方法</h1>
<p>前面我们提到的 mysqldump 方法和导出 CSV 文件的方法，都是逻辑导数据的方法，也就是将数据从表 db1.t 中读出来，生成文本，然后再写入目标表 db2.t 中。</p>
<p>你可能会问，有物理导数据的方法吗？比如，直接把 db1.t 表的.frm 文件和.ibd 文件拷贝到 db2 目录下，是否可行呢？</p>
<p>答案是不行的。</p>
<p>因为，一个 InnoDB 表，除了包含这两个物理文件外，还需要在数据字典中注册。直接拷贝这两个文件的话，因为数据字典中没有 db2.t 这个表，系统是不会识别和接受它们的。</p>
<p>不过，在 MySQL 5.6 版本引入了<strong>可传输表空间</strong>(transportable tablespace) 的方法，可以通过导出 + 导入表空间的方式，实现物理拷贝表的功能。</p>
<p>假设我们现在的目标是在 db1 库下，复制一个跟表 t 相同的表 r，具体的执行步骤如下：</p>
<ol>
<li>执行 create table r like t，创建一个相同表结构的空表；</li>
<li>执行 alter table r discard tablespace，这时候 r.ibd 文件会被删除；</li>
<li>执行 flush table t for export，这时候 db1 目录下会生成一个 t.cfg 文件；</li>
<li>在 db1 目录下执行 cp t.cfg r.cfg; cp t.ibd r.ibd；这两个命令（这里需要注意的是，拷贝得到的两个文件，MySQL 进程要有读写权限）；</li>
<li>执行 unlock tables，这时候 t.cfg 文件会被删除；</li>
<li>执行 alter table r import tablespace，将这个 r.ibd 文件作为表 r 的新的表空间，由于这个文件的数据内容和 t.ibd 是相同的，所以表 r 中就有了和表 t 相同的数据。</li>
</ol>
<p>至此，拷贝表数据的操作就完成了。这个流程的执行过程图如下：</p>
<p><img src="assets/ba1ced43eed4a55d49435c062fee21a7.jpg" alt="img" /></p>
<p>图 3 物理拷贝表</p>
<p>关于拷贝表的这个流程，有以下几个注意点：</p>
<ol>
<li>在第 3 步执行完 flsuh table 命令之后，db1.t 整个表处于只读状态，直到执行 unlock tables 命令后才释放读锁；</li>
<li>在执行 import tablespace 的时候，为了让文件里的表空间 id 和数据字典中的一致，会修改 r.ibd 的表空间 id。而这个表空间 id 存在于每一个数据页中。因此，如果是一个很大的文件（比如 TB 级别），每个数据页都需要修改，所以你会看到这个 import 语句的执行是需要一些时间的。当然，如果是相比于逻辑导入的方法，import 语句的耗时是非常短的。</li>
</ol>
<h1>小结</h1>
<p>今天这篇文章，我和你介绍了三种将一个表的数据导入到另外一个表中的方法。</p>
<p>我们来对比一下这三种方法的优缺点。</p>
<ol>
<li>物理拷贝的方式速度最快，尤其对于大表拷贝来说是最快的方法。如果出现误删表的情况，用备份恢复出误删之前的临时库，然后再把临时库中的表拷贝到生产库上，是恢复数据最快的方法。但是，这种方法的使用也有一定的局限性：
<ul>
<li>必须是全表拷贝，不能只拷贝部分数据；</li>
<li>需要到服务器上拷贝数据，在用户无法登录数据库主机的场景下无法使用；</li>
<li>由于是通过拷贝物理文件实现的，源表和目标表都是使用 InnoDB 引擎时才能使用。</li>
</ul>
</li>
<li>用 mysqldump 生成包含 INSERT 语句文件的方法，可以在 where 参数增加过滤条件，来实现只导出部分数据。这个方式的不足之一是，不能使用 join 这种比较复杂的 where 条件写法。</li>
<li>用 select … into outfile 的方法是最灵活的，支持所有的 SQL 写法。但，这个方法的缺点之一就是，每次只能导出一张表的数据，而且表结构也需要另外的语句单独备份。</li>
</ol>
<p>后两种方式都是逻辑备份方式，是可以跨引擎使用的。</p>
<p>最后，我给你留下一个思考题吧。</p>
<p>我们前面介绍 binlog_format=statement 的时候，binlog 记录的 load data 命令是带 local 的。既然这条命令是发送到备库去执行的，那么备库执行的时候也是本地执行，为什么需要这个 local 呢？如果写到 binlog 中的命令不带 local，又会出现什么问题呢？</p>
<p>你可以把你的分析写在评论区，我会在下一篇文章的末尾和你讨论这个问题。感谢你的收听，也欢迎你把这篇文章分享给更多的朋友一起阅读。</p>
<h1>上期问题时间</h1>
<p>我在上篇文章最后给你留下的思考题，已经在今天这篇文章的正文部分做了回答。</p>
<p>上篇文章的评论区有几个非常好的留言，我在这里和你分享一下。</p>
<p>@huolang 同学提了一个问题：如果 sessionA 拿到 c=5 的记录锁是写锁，那为什么 sessionB 和 sessionC 还能加 c=5 的读锁呢？</p>
<p>这是因为 next-key lock 是先加间隙锁，再加记录锁的。加间隙锁成功了，加记录锁就会被堵住。如果你对这个过程有疑问的话，可以再复习一下[第 30 篇文章]中的相关内容。</p>
<p>@一大只 同学做了一个实验，验证了主键冲突以后，insert 语句加间隙锁的效果。比我在上篇文章正文中提的那个回滚导致死锁的例子更直观，体现了他对这个知识点非常好的理解和思考，很赞。</p>
<p>@roaming 同学验证了在 MySQL 8.0 版本中，已经能够用临时表处理 insert … select 写入原表的语句了。</p>
</div>
</div>
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