技术分享 | TiDB 对大事务的简单拆分

Posted 2021-09-03 爱可生云数据库

作者：杨涛涛

资深数据库专家，专研 mysql 十余年。擅长 MySQL、PostgreSQL、MongoDB 等开源数据库相关的备份恢复、SQL 调优、监控运维、高可用架构设计等。目前任职于爱可生，为各大运营商及银行金融企业提供 MySQL 相关技术支持、MySQL 相关课程培训等工作。

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长期以来，在 MySQL 的开发规范里一般都会这么写： 禁止大事务！话题转到 TiDB ，依然应该是：禁止大事务！

TiDB 由于事务本身分布式特性，加之后台 RAFT 复制导致的写放大，非常不推荐使用大事务。

TiDB 在4.0 之前的版本对事务要求有些过于细致，比如：

1. 单个事务包含的 SQL 语句不超过5000条
2. 单条 KV entry 不超过6MB
3. KV entry 的总条数不超过30w
4. KV entry 的总大小不超过100MB

上面的几点限制会导致一些 DML 语句写入受阻，比如下面这三类经典无过滤条件语句：

1. insert ... select ... where 1
2. update ... where 1
3. delete from ... where 1

非常容易出现事务过大的错误： ERROR 8004 (HY000): transaction too large, len:300001。 一般有如下方法来规避这个问题：

1. 针对Insert、delete 语句开启无安全保证的dml batch 特性：TiDB_batch_insert、TiDB_batch_delete。
2. 分块拆分整条update 语句。

在4.0 之后的版本里，除了单个kv entry 大小依然限制为最大6MB，其他几个限制全部被取消。

只需要在配置文件里加上如下选项就可涵盖大部分事务：

performance.txn-total-size-limit: 10737418240（范围 1G 到10G）

那是不是4.0 版本后就可以随意写事务了？ 当然不是！ 由于TiDB 的写放大，也会连带导致内存占用成倍增长，对其他业务会有很大影响，所以TiDB对最大事务支持硬性限制其为10G。比如用DM 来同步MySQL数据到TiDB，大事务会导致内存加大，写入延迟剧增，进而影响其他的写性能。

所以还是得禁止大事务，拆分为小事务批量处理。

那如何对大事务进行拆分呢？ 单从业务方面讲，业务类型不同，对应的拆分方法不同，可能一本书都写不完。 这里我仅仅从数据库角度，细分为从表角度，再进一步到DML语句角度如何拆分。

上面列的这三条经典语句看起来很简单，但是没有过滤条件，如果表索引数非常多，即使表记录数不大，也会是一个大事务，只不过这个事务只包含一条DML语句。但是这类语句的拆分实际上要看表结构怎么定义，分为三种：

1. 有主键，并且主键连续
2. 有主键，主键不连续
3. 表无主键（类似第一种）

第一种最容易拆分，根据主键来划分不同的块即可。

举个例子：

表t1 有100W 条记录，除主键外有6个索引，对表t1 进行update :

update ytt.t1 set log_date = current_date() - interval ceil(rand()*1000) day where 1;

在默认自动提交下，这条语句其实就是隐式大事务语句，在内部转换为 :

begin

update ytt.t1 set log_date = current_date() - interval ceil(rand()*1000) day where 1;

commit;

假设表t1主键为自增且连续，那很简单，把这个事务分为10个小事务，每次更新10W条记录，而不是一次性更新100W条。脚本大致如下：

root@ytt-ubuntu:~/scripts# cat update_table_batch
#!/bin/sh
# TiDB 拆分更新
for i in `seq 1 10`;do
    min_id=$(((i-1)*100000+1))
    max_id=$((i*100000))
    queries="update t1 set log_date = date_sub(current_date(), interval ceil(rand()*1000) day)  \\
        where id >=$min_id and id<=$max_id;" 

    mysql --login-path=TiDB_login -D ytt -e "$queries" &
done

第二种，针对不连续的自增主键场景。

第一种最为常见，在 TiDB 里强烈不推荐使用连续自增字段来做主键，这会导致潜在的单 region 写热点问题。所以自增主键推荐使用 auto_random 特性来随机写入，避免连续性。

上面脚本里列出的方法就变得不太适合。那该怎么拆呢？ 可以稍加变通，用窗口函数 row_number() 来补模拟主键，更新表改为 t2 ，改写后的脚本大致如下：

root@ytt-ubuntu:~/scripts# cat update_table_batch
#!/bin/sh
# TiDB 拆分更新
for i in `seq 1 10`;do
    min_id=$(((i-1)*100000+1))
    max_id=$((i*100000))
    queries="update t2 a, (select *,row_number() over(order by id) rn from t2) b set a.log_date =  \\
        date_sub(current_date(), interval ceil(rand()*1000) day)  \\
        where a.id = b.id and (b.rn>=$min_id and b.rn<=$max_id);"
    mysql --login-path=TiDB_login -D ytt -e "$queries" &
done

其实以上两种思路已经包含了绝大多数拆分场景。 MySQL 或者 TiDB 对于没有主键的表都默认包含一个隐式自增 ID 来区分行之间关系，所以为了避免在DML层来增加复杂的拆分策略，依然强烈建议使用显式主键！

结语

虽然 TiDB 4.0 版本后，对大事务支持已经非常好，但这不是可以随便用大事务的理由，还是要做好表设计提前拆、检索表数据提前拆等拆分策略，才能更好的让数据库服务好业务。