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不可不知的 MySQL 升级利器及 5.7 升级到 8.0 的注意事项

数据库升级,是一项让人喜忧参半的工程。喜的是,通过升级,可以享受新版本带来的新特性及性能提升。忧的是,新版本可能与老的版本不兼容,不兼容主要体现在以下三方面:

  1. 语法不兼容。
  2. 语义不兼容。同一个SQL,在新老版本执行结果不一致。
  3. 新版本的查询性能更差。

所以,在对线上数据库进行升级之前,一般都会在测试环境进行大量的测试,包括功能测试和性能测试。

很多人可能会觉得麻烦,于是对待升级就秉持着一种“不主动,也拒绝”的态度,怎奈何新版本性能更好,新特性更多,而且老版本在产品维护周期结束后,也存在安全风险。

升还是不升呢?that is a question。

下面我们介绍一个 MySQL 升级利器,可极大减轻 DBA 包括开发童鞋在升级数据库时的心智负担和工作负担。

这个利器就是 pt-upgrade。

pt-upgrade 是 Percona Toolkit 中的一个工具,可帮忙我们从业务 SQL 层面检查新老版本的兼容性。

如何安装 Percona Toolkit,可参考:

pt-upgrade 的实现原理

它的检测思路很简单,给定一个 SQL,分别在两个不同版本的实例上执行,看看是否一致。

具体来说,它会检查以下几项:

  • Row count:查询返回的行数是否一致。
  • Row data:查询的结果是否一致。
  • Warnings:是否提示 warning。正常来说,要么都提示 warning,要么都不提示 warning。
  • Query time:查询时间是否在同一个量级,或者新版本的执行时间是否更短。
  • Query errors:查询如果在一个实例中出现语法错误,会提示 Query errors。
  • SQL errors:查询如果在两个实例中同时出现语法错误,会提示 SQL errors。

pt-upgrade 的常见用法

pt-upgrade 的使用比较简单,只需提供两个实例的 DSN (实例连接信息)和文件名。

常见用法有以下两种:

(1)直接比较一个文件中的 SQL 在两个实例中的执行效果。

# pt-upgrade h=host1 h=host2 slow.log

可通过 --type 指定文件的类型,支持 slowlog(慢日志),genlog(General Log),binlog(通过 mysqlbinlog 解析后的文本文件),rawlog( SQL语句 ),tcpdump。不指定,则默认是慢日志。

(2)先生成一个基准测试结果,然后再基于这个结果测试其它环境的兼容性。

# pt-upgrade h=host1 --save-results host1_results/ slow.log
# pt-upgrade host1_results1/ h=host2

第二种用法适用于两个实例不能同时访问,或者需要基于一个基准测试结果进行多次测试。

Demo

看下面这个 Demo。

pt_upgrade_test.sql 包含了若干条测试语句。

# cat /tmp/pt_upgrade_test.sql
select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";
select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;
grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';
create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default ('')); 
select * from employees.dept_emp group by dept_no;

这里给出的几条测试语句都极具代表性,都是升级过程中需要注意的 SQL。

下面我们看看这些语句在 MySQL 5.7 和 MySQL 8.0 中的执行情况。

# pt-upgrade h=127.0.0.1,P=3307,u=pt_user,p=pt_pass h=127.0.0.1,P=3306,u=pt_user,p=pt_pass --type rawlog /tmp/pt_upgrade_test.sql --no-read-only

#-----------------------------------------------------------------------
# Logs
#-----------------------------------------------------------------------

File: /tmp/pt_upgrade_test.sql
Size: 311

#-----------------------------------------------------------------------
# Hosts
#-----------------------------------------------------------------------

host1:

  DSN:       h=127.0.0.1,P=3307
  hostname:  slowtech
  MySQL:     MySQL Community Server (GPL) 5.7.36

host2:

  DSN:       h=127.0.0.1,P=3306
  hostname:  slowtech
  MySQL:     MySQL Community Server - GPL 8.0.27

########################################################################
# Query class 00A13DD81BF65D41
########################################################################

Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.

Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0

grant select on employees.* to [email protected]? identified by ?;

##
## Query errors diffs: 1
##

-- 1.

No error

vs.

DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '
identified by '123456'' at line 1 [for Statement "grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';"]

grant select on employees.* to '
u1'@'%' identified by '123456';

########################################################################
# Query class 296E46FE3AEE9B6C
########################################################################

Reporting class because it has SQL errors, but hasn'
t been reported yet.

Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0

select * from employees.dept_emp group by dept_no;

##
## SQL errors: 1
##

-- 1.

On both hosts:

DBD::mysql::st execute failed: Expression #1 of SELECT list is not in GROUP BY clause and contains nonaggregated column 'employees.dept_emp.emp_no' which is not functionally dependent on columns in GROUP BY clause; this is incompatible with sql_mode=only_full_group_by [for Statement "select * from employees.dept_emp group by dept_no;"]

select * from employees.dept_emp group by dept_no;

########################################################################
# Query class 8B81ACF1E68DE066
########################################################################

Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.

Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0

create table employees.t?(id int primary key,c? text not ? default (?));

##
## Query errors diffs: 1
##

-- 1.

DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '
(''))' at line 1 [for Statement "create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default ('')); "]

vs.

No error

create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default ('
'));

########################################################################
# Query class 92E8E91AB47593A5
########################################################################

Reporting class because it has diffs, but hasn'
t been reported yet.

Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0

select ? regexp ?;

##
## Query errors diffs: 1
##

-- 1.

No error

vs.

DBD::mysql::st execute failed: Illegal argument to a regular expression. [for Statement "select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";"]

select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";

########################################################################
# Query class D3F390B1B46CF9EA
########################################################################

Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.

Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;

##
## Query errors diffs: 1
##

-- 1.

No error

vs.

DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '
desc' at line 1 [for Statement "select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;"]

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;

#-----------------------------------------------------------------------
# Stats
#-----------------------------------------------------------------------

failed_queries        1
not_select            0
queries_filtered      0
queries_no_diffs      0
queries_read          5
queries_with_diffs    0
queries_with_errors   4

3307,3306 端口分别对应 MySQL 5.7、MySQL 8.0 实例。

对于文件中的每一个 SQL ,都会在这两个实例中执行。如果每个差异 SQL 的结果都打印出来的话,最后的输出将十分庞杂。为了简化最后的输出结果,pt-upgrade 会对 SQL 进行分类,同一类 SQL 的输出次数受到 --max-class-size 和 --max-examples 的限制。

分析输出结果

结合执行的 SQL,我们分析下输出结果。

SQL 3

grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';

在 MySQL 8.0 之前,对一个用户进行授权(grant)操作,如果该用户不存在,会隐式创建。而在 MySQL 8.0 中,该命令会直接报错,必须先创建用户,再授权。

所以,上面这条 SQL 需拆分为以下两条 SQL 来执行。

create user 'u1'@'%' identified by '123456';
grant select on employees.* to 'u1'@'%';

这个查询只在一个实例中出现语法错误,所以 pt-upgrade 会将其归类为 Query errors 。

SQL 5

select * from employees.dept_emp group by dept_no;

从 MySQL 5.7 开始,SQL_MODE 的默认值发生了变化,包含了 ONLY_FULL_GROUP_BY 。

ONLY_FULL_GROUP_BY 要求,对于 GROUP BY 操作,SELECT 列表中只能出现分组列(即 GROUP BY 后面的列)和聚合函数( SUM,AVG,MAX等 ),不允许出现其它非分组列。

很明显,上面这条 SQL 违背了这一要求。所以,无论是在 MySQL 5.7 还是 8.0 中,该 SQL 都会报错。

这个查询在两个实例中都出现了语法错误,所以 pt-upgrade 会将其归类为 SQL errors 。

SQL 4

create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default (''));

从 MySQL 8.0.13 开始,允许对 BLOB,TEXT,GEOMETRY 和 JSON 字段设置默认值。之前版本,则不允许。

SQL 1

select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";

在 MySQL 8.0 中,正则表达式底层库由 Henry Spencer 调整为了 International Components for Unicode (ICU)。

在 Henry Spencer 库中,[[:<:]],[[:>:]] 用来表示一个单词的开头和结尾。但在 ICU 库中,则不能,类似功能要通过 \b 来实现。所以,对于上面这个 SQL ,在 MySQL 8.0 中的写法如下。

select "a word a" REGEXP "\\bword\\b";

SQL 2

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;

在 MySQL 8.0 之前,如果我们要对分组后的结果进行排序,可使用 GROUP BY col_name ASC/DESC ,没有指定排序列,默认是对分组列进行排序。

在 MySQL 8.0 中,不再支持这一语法,如果要进行排序,需显式指定排序列。所以,对于上面这个 SQL,在 MySQL 8.0 中的写法如下。

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no order by dept_no desc;

常用参数

--[no]read-only

默认情况下,pt-upgrade 只会执行 SELECT 和 SET 操作。如果要执行其它操作,必须指定 --no-read-only。


--[no]create-upgrade-table,--upgrade-table

默认情况下,pt-upgrade 会在目标实例上创建一张 percona_schema.pt_upgrade 表(由 --upgrade-table 参数指定),每执行完一个 SQL,都会执行一次 SELECT * FROM percona_schema.pt_upgrade LIMIT 1 以清除上一个 SQL 有可能出现的 warning 。


--max-class-size,--max-examples

pt-upgrade 会对 SQL 进行分类,这两个参数可用来限制同一类 SQL 输出的数量。其中,--max-class-size 用来限制不重复 SQL 的数量,默认是 1000。--max-examples 用来限制 SQL 的数量,包括重复 SQL,默认是 3。

pt-upgrade 基于什么对 SQL 进行分类呢?fingerprint。

fingerprint 这个术语,我们在很多工具中都会看到,如 ProxySQL,pt-query-digest,可理解为基于某些规则,提取 SQL 的一般形式,类似于 JDBC 中的 PreparedStatement 。

譬如下面这几条 SQL,就可归为同一类 select c? from d?t? where id=?

select c1 from db1.t1 where id=1;
select c1 from db1.t1 where id=1;
select c1 from db1.t1 where id=2;
select c2 from db1.t1 where id=3;
select c3 from db1.t2 where id=4;
select c4 from db2.t3 where id=5;
select c5 from db2.t4 where id=6;

Percona Toolkit 中的提取规则如下:

  1. 将数字替换为占位符 (?) 。

  2. 删除注释。

  3. 将 IN() 和 VALUES() 中的多个值合并为一个占位符。

  4. 将多个空格合并为一个空格。

  5. 查询小写。

  6. 将多个相同的 UNION 查询合并为一个。


--save-results

将查询结果保存到目录中。

# pt-upgrade h=127.0.0.1,P=3307,u=pt_user,p=pt_pass --save-results /tmp/pt_upgrade_result --type rawlog /tmp/pt_upgrade_test.sql --no-read-only 
# pt-upgrade /tmp/pt_upgrade_result/ h=127.0.0.1,P=3306,u=pt_user,p=pt_pass

使用 pt-upgrade 时的注意事项

在执行 pt-upgrade 之前,必须确保两个实例中的数据完全一致,且不会发生变更,否则会产生误判。

基于此,pt-upgrade 更适合在测试环境或开发环境使用,不建议在生产环境上使用。

MySQL 5.7 升级 MySQL 8.0 的注意事项

MySQL 5.7 升级到 MySQL 8.0,目前已知的,需要注意的点主要有以下两个:

一、不再支持 GROUP BY col_name ASC/DESC。如果要排序,需显式指定排序列。

二、MySQL 8.0 的正则表达式底层库由 Henry Spencer 调整为了 International Components for Unicode (ICU),Spencer 库的部分语法不再支持。具体来说:

1. Spencer 库是以字节方式工作的,不是多字节安全的,在碰到多字节字符时有可能不会得到预期效果。而 ICU 支持完整的 Unicode 并且是多字节安全的。

mysql 5.7> select 'č' regexp '^.$';
+-------------------+
| 'č' regexp '^.$'  |
+-------------------+
|                 0 |
+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select 'č' regexp '^.$';
+-------------------+
| 'č' regexp '^.$'  |
+-------------------+
|                 1 |
+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

2. 在 Spencer 库中,.可用来匹配任何字符,包括回车符(\r)和换行符(\n)。而在 ICU 中,. 默认不会匹配回车符和换行符。如果要匹配,需指定正则修饰符 n

mysql 5.7> select 'new\nline' regexp 'new.line';
+-------------------------------+
| 'new\nline' regexp 'new.line' |
+-------------------------------+
|                             1 |
+-------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select 'new\nline' regexp 'new.line';
+-------------------------------+
| 'new\nline' regexp 'new.line' |
+-------------------------------+
|                             0 |
+-------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select regexp_like('new\nline','new.line','n');
+-----------------------------------------+
| regexp_like('new\nline','new.line','n') |
+-----------------------------------------+
|                                       1 |
+-----------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

3. Spencer 库支持通过 [[:<:]] 和 [[:>:]] 来表示一个单词的开头和结尾。 类似的功能,ICU 中需通过 \b 来实现。

mysql 5.7> select 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]';
+----------------------------------------+
| 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]' |
+----------------------------------------+
|                                      1 |
+----------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]';
ERROR 3685 (HY000): Illegal argument to a regular expression.

mysql 8.0> select 'a word a' regexp '\\bword\\b';
+--------------------------------+
| 'a word a' regexp '\\bword\\b' |
+--------------------------------+
|                              1 |
+--------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

4. Spencer 库支持 [.characters.],这里的 characters 既可以是字符,又可以是字符名称,譬如字符 : 对应的字符名称是 colon 。  ICU 中不支持字符名称。

mysql 5.7> select ':' regexp '[[.:.]]';
+----------------------+
| ':' regexp '[[.:.]]' |
+----------------------+
|                    1 |
+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 5.7select ':' regexp '[[.colon.]]';
+--------------------------+
| ':' regexp '[[.colon.]]' |
+--------------------------+
|                        1 |
+--------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql 8.0select ':' regexp '[[.:.]]';
+----------------------+
| ':' regexp '[[.:.]]' |
+----------------------+
|                    1 |
+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select ':' regexp '[[.colon.]]';
+--------------------------+
| ':' regexp '[[.colon.]]' |
+--------------------------+
|                        0 |
+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

5. ICU 中如果要匹配右括号 ) ,需使用转义符。

mysql 5.7> select ')' regexp (')');
+------------------+
| ')' regexp (')') |
+------------------+
|                1 |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql 8.0select ')' regexp (')');
ERROR 3691 (HY000): Mismatched parenthesis in regular expression.

mysql 8.0> select ')' regexp ('\\)');
+--------------------+
| ')' regexp ('\\)') |
+--------------------+
|                  1 |
+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)

总结

相信有了 pt-upgrade 的加持,后续我们再进行数据库升级时心里会有底很多。

MySQL 8.0 虽然引入了很多新特性,但升级时需要注意的点其实也不多。

除了上面提到的两点,后续如果发现了其它需要注意的点,也会及时更新到留言中,欢迎大家持续关注~

除了 pt-upgrade,另外一个推荐的数据库升级工具是 MySQL Shell 中的 util.checkForServerUpgrade()。

与 pt-upgrade 不一样的是,util.checkForServerUpgrade() 更多的是从实例的基础数据本身来判定实例是否满足升级条件,譬如是否使用了移除的函数、表名是否存在冲突等,一共有 21 个检查项,这个工具我们后面也会介绍,敬请期待。

参考

[1] pt-upgrade https://www.percona.com/doc/percona-toolkit/3.0/pt-upgrade.html

[2] Regular expression problems https://bugs.mysql.com/bug.php?id=30241

[3] WL#353: Better REGEXP package https://dev.mysql.com/worklog/task/?id=353

[4] Regular Expression Compatibility Considerations https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/regexp.html#operator_regexp

[5] MySQL 5.7 Regular Expressions https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/regexp.html

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