MySQL 5.7新特性介紹_Mysql

1. 介紹
身處MySQL這個圈子，能夠切身地感受到大家對MySQL 5.7的期待和熱情，似乎每個人都迫不及待的想要瞭解、學習和使用MySQL 5.7。那麼，我們不禁要問，MySQL 5.7到底做了哪些改進，引入了哪些新功能，效能又提升了多少，能夠讓大家翹首以盼，甚至歡呼雀躍呢？

下面就跟隨我來一起瞭解一下MySQL 5.7的部分新功能。想要在一篇文章中介紹完MySQL 5.7的所有改進，幾乎是不可能的。所以，我會選擇一些有特別意思的、特別有用的功能進行介紹。希望通過這篇文章，能夠激發大家對MySQL 5.7的學習興趣，甚至能夠吸引大家將自己的業務遷移到MySQL 5.7上。
 MySQL 5.7在諸多方面都進行了大幅的改進，本文將從安全性（見2.1節）、靈活性（見2.2節）、易用性（見2.3節）、可用性（見2.4節）和效能（見2.5節）等幾個方面進行介紹。最後，在第3節對本文進行了簡單的總結。

2. MySQL 5.7的新特性
這一節中，將依次介紹MySQL 5.7的各種新特性。由於MySQL 5.7改進較多，因此，本文將這些新特性進行了簡單的分類，分為安全性、靈活性、易用性、可用性和效能。接下來，將從各個分類依次進行介紹。 

2.1 安全性
 安全性是資料庫永恒的話題，在MySQL 5.7中，有不少安全性相關的改進。包括：
 •MySQL資料庫初始化完成以後，會產生一個 root@localhost 使用者，從MySQL 5.7開始，root使用者的密碼不再是空，而是隨機產生一個密碼，這也導致了使用者安裝5.7時發現的與5.6版本比較大的一個不同點
•MySQL官方已經刪除了test資料庫，預設安裝完後是沒有test資料庫的，就算使用者建立了test庫，也可以對test庫進行許可權控制了
•MySQL 5.7版本提供了更為簡單SSL安全訪問配置，並且預設串連就採用SSL的加密方式
•可以為使用者佈建密碼到期策略，一定時間以後，強制使用者修改密碼
   ALTER USER 'jeffrey'@'localhost' PASSWORD EXPIRE INTERVAL 90 DAY; 
•可以”鎖”住使用者，用以暫時禁用某個使用者
   ALTER USER  'jeffrey'@'localhost' ACCOUNT LOCK;
   ALTER USER l 'jeffrey'@'localhost'  ACCOUNT UNLOCK; 

2.2 靈活性
在這一節，我將介紹MySQL 5.7的兩個全新的功能，即JSON和generate column。充分使用這兩個功能，能夠極大地提高資料存放區的靈活性。
 2.2.1 JSON
 隨著非結構化資料存放區需求的持續增長，各種非結構化資料存放區的資料庫應運而生（如MongoDB）。從最新的資料庫使用 熱門排行榜 來看，MongoDB已經超過了PostgreSQL，其火熱程度可見一斑。
 各大關係型資料庫也不甘示弱，紛紛提供對JSON的支援，以應對非結構化資料庫的挑戰。MySQL資料庫從5.7.8版本開始，也提供了對JSON的支援。其使用方式如下：

 CREATE TABLE t1 (jdoc JSON);INSERT INTO t1 VALUES('{"key1": "value1", "key2": "value2"}');

MySQL對支援JSON的做法是，在server層提供了一堆便於操作JSON的函數，至於儲存，就是簡單地將JSON編碼成BLOB，然後交由儲存引擎層進行處理，也就是說，MySQL 5.7的JSON支援與儲存引擎沒有關係，MyISAM 儲存引擎也支援JSON 格式。
MySQL支援JSON以後，總是避免不了拿來與MongoDB進行一些比較。但是，MySQL對JSON的支援，至少有兩點能夠完勝MongoDB：
1.可以混合儲存結構化資料和非結構化資料，同時擁有關係型資料庫和非關係型資料庫的優點
2.能夠提供完整的事務支援

2.2.2 generate column
generated column是MySQL 5.7引入的新特性，所謂generated column，就是資料庫中這一列由其他列計算而得。
 例如，知道直角三角形的兩條直角邊，要求直角三角形的面積。很明顯，面積可以通過兩條直角邊計算而得，那麼，這時候就可以在資料庫中只存放直角邊，面積使用generated column，如下所示：

 CREATE TABLE triangle (sidea DOUBLE, sideb DOUBLE, area DOUBLE AS (sidea * sideb / 2));insert into triangle(sidea, sideb) values(3, 4);select * from triangle;+-------+-------+------+| sidea | sideb | area |+-------+-------+------+|   3 |   4 |  6 |+-------+-------+------+

 在MySQL 5.7中，支援兩種generated column，即virtual generated column和stored generated column，前者只將generated column儲存在資料字典中（表的中繼資料），並不會將這一列資料持久化到磁碟上；後者會將generated column持久化到磁碟上，而不是每次讀取的時候計算所得。很明顯，後者存放了可以通過已有資料計算而得的資料，需要更多的磁碟空間，與virtual column相比並沒有優勢。因此，在不指定generated column的類型時，預設是virtual column，如下所示：

 show create table triangle\G*************************** 1. row ***************************    Table: triangleCreate Table: CREATE TABLE `triangle` ( `sidea` double DEFAULT NULL, `sideb` double DEFAULT NULL, `area` double GENERATED ALWAYS AS (((`sidea` * `sideb`) / 2)) VIRTUAL) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

如果讀者覺得generate column提供的功能，也可以在使用者代碼裡面實現，並沒有什麼了不起的地方，那麼，或許還有一個功能能夠吸引挑剔的你，那就是為generate column建立索引。在這個例子中，如果我們需要根據面積建立索引以加快查詢，就無法在使用者代碼裡面實現，使用generate column就變得非常簡單：
alter table triangle add index ix_area(area);

2.3 易用性 
易用性是資料庫永恒的話題，MySQL也在持續不斷地提高資料庫的易用性。在MySQL 5.7中，有很多易用性方面的改進，小到一個用戶端快速鍵 ctrl+c 的使用，大到專門提供一個系統庫(sys)來協助DBA和開發人員使用資料庫。這一節將重點介紹MySQL 5.7引入的sys庫。
 •在linux下，我們經常使用 ctrl+c 來終止一個命令的運行，在MySQL 5.7 之前，如果使用者輸入了錯誤的SQL語句，按下 ctrl+c ，雖然能夠”結束”SQL語句的運行，但是，也會退出當前會話，MySQL 5.7對這一違反直覺的地方進行了改進，不再退出會話。
•MySQL 5.7可以explain一個正在啟動並執行SQL，這對於DBA分析已耗用時間較長的語句將會非常有用
•在MySQL 5.7中，performance_schema提供了更多監控資訊，包括記憶體使用量，MDL鎖，預存程序等
2.3.1 sys schema
sys schema是MySQL 5.7.7中引入的一個系統庫，包含了一系列視圖、函數和預存程序， 該項目專註於MySQL的易用性。例如，我們可以通過sys schema快速的知道，哪些語句使用了暫存資料表，哪個使用者請求了最多的io，哪個線程佔用了最多的記憶體，哪些索引是無用索引等
sys schema中包含了大量的視圖，那麼，這些視圖的資訊來自哪裡呢？視圖中的資訊均來自performance schema統計資訊。 這裡 有一個很好的比喻：
    For Linux users I like to compare performance_schema to /proc, and SYS to vmstat.
也就是說，performance schema提供了資訊源，但是，沒有很好的將這些資訊組織成有用的資訊，從而沒有很好的發揮它們的作用。而sys schema使用performance schema資訊，通過視圖的方式給出解決實際問題的答案。
例如，下面這些問題，在MySQL 5.7之前，需要藉助外部工具才能知道，在MySQL 5.7中，直接查詢sys庫下相應的表就能得到答案：
 •如何查看資料庫中的冗餘索引select * from sys.schema_redundant_indexes;
 •如何擷取未使用的索引select * from schema_unused_indexes;
 •如何查看使用全表掃描的SQL語句select * from statements_with_full_table_scans 

2.4 可用性
MySQL 5.7在可用性方面的改進也帶給人不少驚喜。這裡介紹特別有用的幾項改進，包括：
 •線上設定 複製的過濾規則 不再需要重啟MySQL，只需要停止SQL thread，修改完成以後，啟動SQL thread
 •線上修改buffer pool的大小
 MySQL 5.7為了支援online buffer pool resize，引入chunk的概念，每個chunk預設是128M，當我們線上修改buffer pool的時候，以chunk為單位進行增長或收縮。這個參數的引入，對innodb_buffer_pool_size的配置有了一定的影響。innodb要求buffer pool size是innodb_buffer_pool_chunk_size* innodb_buffer_pool_instances的倍數，如果不是，將會適當調大innodb_buffer_pool_size，以滿足要求，因此，可能會出現buffer pool的實際分配比設定檔中指定的size要大的情況
 •Online DDL MySQL 5.7支援重新命名索引和修改varchar的大小，這兩項操作在之前的版本中，都需要重建索引或表
   ALTER TABLE t1 ALGORITHM=INPLACE, CHANGE COLUMN c1 c1 VARCHAR(255);
 •線上開啟GTID ，在之前的版本中，由於不支援線上開啟GTID，使用者如果希望將低版本的資料庫升級到支援GTID的資料庫版本，需要先關閉資料庫，再以GTID模式啟動，所以導致升級起來特別麻煩。MySQL 5.7以後，這個問題不複存在

2.5 效能
 效能一直都是使用者最關心的問題，在MySQL每次新版本中，都會有不少效能提升。在MySQL 5.7中，效能相關的改進非常多，這裡僅介紹部分改進，包括暫存資料表相關的效能改進、唯讀事務的效能最佳化、串連建立速度的最佳化和複製效能的改進。
2.5.1 暫存資料表的效能改進
 MySQL 5.7 為了提高暫存資料表相關的效能，對暫存資料表相關的部分進行了大幅修改，包括引入新的暫存資料表空間；對於暫存資料表的DDL，不持久化相關表定義；對於暫存資料表的DML，不寫redo，關閉change buffer等。所有暫存資料表的改動，都基於以下兩個事實 ：
1.暫存資料表只在當前會話中可見
2.暫存資料表的生命週期是當前串連（MySQL宕機或重啟，則當前串連結束）
 也就是說，對於暫存資料表的操作，不需要其他資料一樣嚴格地進行一致性保證。通過不持久化元資訊，避免寫redo等方式，減少暫存資料表操作的IO，以提高暫存資料表操作的效能。
2.5.2 唯讀事務效能改進
 眾所周知，在傳統的OLTP應用中，讀操作遠多於寫操作，並且，讀操作不會對資料庫進行修改，如果是非鎖定讀，讀操作也不需要進行加鎖。因此，對唯讀事務進行最佳化，是一個不錯的選擇。
 在MySQL 5.6中，已經對唯讀事務進行了許多最佳化。例如，將MySQL內部實現中的事務鏈表分為唯讀事務鏈表和普通事務鏈表，這樣在建立ReadView的時候，需要遍曆事務鏈表長度就會小很多。
 在MySQL 5.7中，首先假設一個事務是一個唯讀事務，只有在該事務發起了修改操作時，才會將其轉換為一個普通事務。MySQL 5.7通過 避免為唯讀事務分配事務ID ，不為唯讀事務分配復原段，減少鎖競爭等多種方式，最佳化了唯讀事務的開銷，提高了資料庫的整體效能。
 2.5.3 加速串連處理
 在MySQL 5.7之前，變數的初始化操作（THD、VIO）都是在串連接收線程裡面完成的，現在將這些工作下發給背景工作執行緒，以減少串連接收線程的工作量，提高串連的處理速度。這個最佳化對那些頻繁建立短連線應用程式，將會非常有用。
 2.5.4 複製效能的改進
 MySQL的複寫延遲是一直被詬病的問題之一，欣喜的是，MySQL 5.7版本已經支援”真正”的並行複製功能。MySQL 5.7並行複製的思想簡單易懂，簡而言之，就是”一個組提交的事務都是可以並行回放的”，因為這些事務都已進入到事務的prepare階段，則說明事務之間沒有任何衝突（否則就不可能提交）。MySQL 5.7以後，複寫延遲問題永不存在。
 這裡需要注意的是，為了相容MySQL 5.6基於庫的並行複製，5.7引入了新的變數slave-parallel-type，該變數可以配置成DATABASE（預設）或LOGICAL_CLOCK。可以看到，MySQL的預設配置是庫層級的並行複製，為了充分發揮MySQL 5.7的並行複製的功能，我們需要將slave-parallel-type配置成LOGICAL_CLOCK。
 3. 總結
 1.從本文中可以看到，MySQL 5.7確實帶來了很多激動人心的功能，我們甚至不需要進行任何修改，只需要將業務遷移到MySQL 5.7上，就能帶來不少效能的提升。
 2.從本文中還可以看到，雖然MySQL 5.7在易用性上有了很多的改進，但是，也有不少需要注意的地方， 例如：1）在設定innodb的buffer pool時，需要注意chunk的存在，合理設定buffer pool instance否則可能出現實際分配的buffer pool size比預想的大很多的情況；2）多線程複製需要注意將slave_parallel_type設定為LOGICAL_CLOCK，否則，MySQL使用的是庫層級的並行複製，對於大多數應用，並沒有什麼效果。那麼， 怎樣才是使用MySQL 5.7的正確姿勢呢？網易蜂巢是一個不錯的選擇 ，網易蜂巢的RDS（Relational Database Service，簡稱RDS）項目是一種即開即用、穩定可靠、可Auto Scaling的線上資料庫服務。使用RDS提供的服務，就是使用已經調優過的資料庫，使用者不需要對資料庫參數進行任何修改，就能夠獲得一個效能極好的資料庫服務。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所協助，也希望大家多多支援雲棲社區。