MySQL 分区表原理及使用详解

Posted 2021-01-09 mr-echo

1.什么是表分区：

表分区，是指根据一定规则，将数据库中的一张表分解成多个更小的，容易管理的部分。从逻辑上看，只有一张表，但是底层却是由多个物理分区组成。

2.表分区与分表的区别：

分表：指的是通过一定规则，将一张表分解成多张不同的表。比如将用户订单记录根据时间分成多个表，分表与分区的区别在于：分区从逻辑上来讲只有一张表，而分表则是将一张表分解成多张表。

3.表分区有很多好处：

1）分区表的数据可以分布在不同的物理设备上，从而高效的利用多个硬件设备

2）和单个磁盘或者文件系统相比，可以存储更多数据

3）优化查询，在where语句中包含分区条件时，可以只扫描一个或多个分区表来提高查询效率；涉及sum和count语句时，也可以在多个分区上并行处理，最后汇总结果

4）分区表更容易维护，例如：想批量删除大量数据可以清楚整个分区

5）可以使用分区表来避免某些特殊的瓶颈，例如InnoDb的单个索引的互斥访问，ext3问价你系统的inode锁竞争等

4.分区表的限制因素：

1）一个表最多只能有1024个分区

2）mysql5.1中，分区表达式必须是整数，或者返回整数的表达式，在Mysql5.5中提供了非整数表达式分区的支持

3）如果分区字段中有主键或者唯一索引的列，那么多有主键列和唯一索引列都必须包含进来，即：分区字段要么不包含主键或者索引列，要么包含全部主键和索引列

4）分区表中无法使用外键约束

5）Mysql的分区适用于一个表的所有数据和索引，不能只对表数据分区而不对索引分区，也不能只对索引分区而不对表分区，也不能只对表的一部分数据分区

5.如何判断当前Mysql是否支持分区？

命令行输入：show variables like ‘%partition%‘运行结果：

have_partitioning | Yes  （表示支持分区）

6.Mysql支持的分区类型有哪些？

1）range分区：按照数据的区间范围分区

2）list分区：按照list中的值分区，与range的区别是，range分区的区间范围值是连续的

3）hash分区：又分为常规Hash分区和线性Hash分区

4）key分区：说明在Mysql5.1版本中，range，list，hash分区要求分区键必须是int类型，或者通过表达式返回INT类型，但key分区的时候，可以使用其他类型的列（blob,text类型除外）作为分区键。

7.Range分区：

mysql> create table emp(
    -> id INT NOT null,
    -> store_id int not null
    -> )
    -> partition by range(store_id)(
    ->   partition p0 values less than(10),
    ->   partition p1 values less than(20)
    -> );

　　上面的语句创建了emp表，并根据store_id字段进行分区，小于10的值存在分区p0中，大于等于10，小于20的值存在分区p1中。 注意 每个分区都是按顺序定义的，从最低到最高。上面的语句，如果将less than(10) 和less than (20)的顺序颠倒过来，那么将报错，如下：

ERROR 1493 (HY000): VALUES LESS THAN value must be strictly increasing for each partition

　Range分区存在的问题：

1）range范围覆盖问题：当插入的记录中对应的分区键的值不在分区定义的范围中的时候，插入语句会失败。 上面的例子，如果我插入一条store_id = 30的记录会怎么样呢？ 我们上面分区的时候，最大值是20，如果插入一条超过20的记录，会报错:

mysql> insert into emp(id,store_id) values(2,30);
ERROR 1526 (HY000): Table has no partition for value 30

提示30这个值没有对应的分区。 解决办法 A. 预估分区键的值，及时新增分区。 B. 设置分区的时候，使用values less than maxvalue 子句,MAXVALUE表示最大的可能的整数值。 C. 尽量选择能够全部覆盖的字段作为分区键，比如一年的十二个月等。

2）Range分区中，分区键的值如果是NULL，将被作为一个最小值来处理

8.LIST分区

List分区是建立离散的值列表告诉数据库特定的值属于哪个分区，语法：

   partition by list(exp)( //exp为列名或者表达式
        partition p0 values in (3,5)  //值为3和5的在p0分区
    )

　　与range不同的是，list分区不必遵从任何特定的顺序，例如：

mysql> create table emp1(
    -> id int not null,
    -> store_id int not null
    -> )
    -> partition by list(store_id)(
    ->   partition p0 values in (3,5),
    ->   partition p1 values in (2,6,7,9)
    -> );

　　注意 如果插入的记录对应的分区键的值不在list分区指定的值中，将会插入失败。并且，list不能像range分区那样提供maxvalue。

9.Columns分区：

MySQL5.5中引入的分区类型，解决了5.5版本之前range分区和list分区只支持整数分区的问题。 Columns分区可以细分为 range columns分区和 list columns分区，他们都支持整数，日期时间，字符串三大数据类型。（不支持text和blob类型作为分区键） columns分区还支持多列分区（这里不详细展开）

10.Hash分区：

Hash分区主要用来分散热点读，确保数据在预先确定个数的分区中尽可能平均分布，Mysql支持两种Hash分区：唱过Hash分区和线性Hash分区

A.常规Hash分区使用取模算法：

partition by hash(store_id) partitions 4;

上面的语句，根据store_id对4取模，决定记录存储位置。 比如store_id = 234的记录，MOD(234,4)=2,所以会被存储在第二个分区。常规Hash分区的优点和不足 优点：能够使数据尽可能的均匀分布。 缺点：不适合分区经常变动的需求。假如我要新增加两个分区，现在有6个分区，那么MOD(234,6)的结果与之前MOD(234,4)的结果就会出现不一致，这样大部分数据就需要重新计算分区。为解决此问题，MySQL提供了线性Hash分区。

B.线性Hash分区：分区函数是一个线性的2的幂的运算法则。语法：

partition by LINER hash(store_id) partitions 4;

与常规Hash的不同在于，“Liner”关键字。 算法介绍: 假设要保存记录的分区编号为N,num为一个非负整数,表示分割成的分区的数量，那么N可以通过以下步骤得到：

Step 1. 找到一个大于等于num的2的幂，这个值为V，V可以通过下面公式得到：
V = Power(2,Ceiling(Log(2,num)))
例如：刚才设置了4个分区，num=4，Log(2,4)=2,Ceiling(2)=2,power(2,2)=4,即V=4

Step 2. 设置N=F(column_list)&(V-1)
例如：刚才V=4，store_id=234对应的N值，N = 234&（4-1） =2

Step 3. 当N>=num,设置V=Ceiling(V/2),N=N&(V-1)
例如：store_id=234,N=2<4,所以N就取值2，即可。
假设上面算出来的N=5，那么V=Ceiling(2.5)=3,N=234&(3-1)=1,即在第一个分区。

线性Hash的优点和不足 优点：在分区维护（增加，删除，合并，拆分分区）时，MySQL能够处理得更加迅速。 缺点：与常规Hash分区相比，线性Hash各个分区之间的数据分布不太均衡。

11.Key分区

类似Hash分区，Hash分区允许使用用户自定义的表达式，但Key分区不允许使用用户自定义的表达式，Hash仅支持整数分区，而Key分区支持除了Blob和text的其他类型的列作为分区键

partition by key(exp) partitions 4;//exp是零个或多个字段名的列表