MySQL 分區表

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今天統計數據的時候發現一張表使用了表分區，藉此機會記錄一下。

1) 什麼是表分區？

表分區，是指根據一定規則，將數據庫中的一張表分解成多個更小的，容易管理的部分。從邏輯上看，只有一張表，但是底層卻是由多個物理分區組成。

2) 表分區與分表的區別

分表：指的是通過一定規則，將一張表分解成多張不同的表。比如將用戶訂單記錄根據時間成多個表。分表與分區的區別在於：分區從邏輯上來講只有一張表，而分表則是將一張表分解成多張表。

3) 表分區有什麼好處？

分區表的數據可以分佈在不同的物理設備上，從而高效地利用多個硬件設備。
和單個磁盤或者文件系統相比，可以存儲更多數據
優化查詢。在where語句中包含分區條件時，可以只掃描一個或多個分區表來提高查詢效率；涉及sum和count語句時，也可以在多個分區上並行處理，最後彙總結果。
分區表更容易維護。例如：想批量刪除大量數據可以清除整個分區。
可以使用分區表來避免某些特殊的瓶頸，例如InnoDB的單個索引的互斥訪問，ext3問價你係統的inode鎖競爭等。

4) 分區表的限制因素

一個表最多只能有1024個分區
MySQL5.1中，分區表達式必須是整數，或者返回整數的表達式。在MySQL5.5中提供了非整數表達式分區的支持。
如果分區字段中有主鍵或者唯一索引的列，那麼多有主鍵列和唯一索引列都必須包含進來。即：分區字段要麼不包含主鍵或者索引列，要麼包含全部主鍵和索引列。
分區表中無法使用外鍵約束
MySQL的分區適用於一個表的所有數據和索引，不能只對表數據分區而不對索引分區，也不能只對索引分區而不對錶分區，也不能只對表的一部分數據分區。

5) 如何判斷當前MySQL是否支持分區？

命令：show variables like ‘%partition%’ 運行結果:

mysql> show variables like '%partition%';
+-------------------+-------+
| Variable_name     | Value |
+-------------------+-------+
| have_partitioning | YES   |
+-------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

have_partintioning 的值爲YES，表示支持分區。

6) MySQL支持的分區類型有哪些？

RANGE分區：按照數據的區間範圍分區
LIST分區：按照List中的值分區，與RANGE的區別是，range分區的區間範圍值是連續的。
HASH分區
KEY分區說明在MySQL5.1版本中，RANGE,LIST,HASH分區要求分區鍵必須是INT類型，或者通過表達式返回INT類型。但KEY分區的時候，可以使用其他類型的列（BLOB，TEXT類型除外）作爲分區鍵。

7) Range分區

利用取值範圍進行分區，區間要連續並且不能互相重疊。語法：

partition by range(exp)( //exp可以爲列名或者表達式，比如to_date(created_date)
    partition p0 values less than(num)
)

例如：

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)
    -> );

上面的語句創建了emp表，並根據store_id字段進行分區，小於10的值存在分區p0中，大於等於10，小於20的值存在分區p1中。注意每個分區都是按順序定義的，從最低到最高。上面的語句，如果將less than(10) 和less than (20)的順序顛倒過來，那麼將報錯，如下：

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

RANGE分區存在的問題

range範圍覆蓋問題：當插入的記錄中對應的分區鍵的值不在分區定義的範圍中的時候，插入語句會失敗。上面的例子，如果我插入一條store_id = 30的記錄會怎麼樣呢？我們上面分區的時候，最大值是20，如果插入一條超過20的記錄，會報錯:

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

提示30這個值沒有對應的分區。解決辦法 A. 預估分區鍵的值，及時新增分區。 B. 設置分區的時候，使用values less than maxvalue 子句,MAXVALUE表示最大的可能的整數值。 C. 儘量選擇能夠全部覆蓋的字段作爲分區鍵，比如一年的十二個月等。
2. Range分區中，分區鍵的值如果是NULL，將被作爲一個最小值來處理。

8) LIST分區

List分區是建立離散的值列表告訴數據庫特定的值屬於哪個分區。語法：

partition by list(exp)( //exp爲列名或者表達式
        partition p0 values in (3,5)  //值爲3和5的在p0分區
    )

與Range不同的是，list分區不必生命任何特定的順序。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)
    -> );

注意如果插入的記錄對應的分區鍵的值不在list分區指定的值中，將會插入失敗。並且，list不能像range分區那樣提供maxvalue。

9) Columns分區

MySQL5.5中引入的分區類型，解決了5.5版本之前range分區和list分區只支持整數分區的問題。 Columns分區可以細分爲 range columns分區和 list columns分區，他們都支持整數，日期時間，字符串三大數據類型。（不支持text和blob類型作爲分區鍵） columns分區還支持多列分區（這裏不詳細展開）。

10) Hash分區

Hash分區主要用來分散熱點讀，確保數據在預先確定個數的分區中儘可能平均分佈。 MySQL支持兩種Hash分區:常規Hash分區和線性Hash分區。 A. 常規Hash分區:使用取模算法語法：

partition by hash(store_id) partitions 4;

上面的語句，根據store_id對4取模，決定記錄存儲位置。比如store_id = 234的記錄，MOD(234,4)=2,所以會被存儲在第二個分區。

常規Hash分區的優點和不足優點：能夠使數據儘可能的均勻分佈。缺點：不適合分區經常變動的需求。假如我要新增加兩個分區，現在有6個分區，那麼MOD(234,6)的結果與之前MOD(234,4)的結果就會出現不一致，這樣大部分數據就需要重新計算分區。爲解決此問題，MySQL提供了線性Hash分區。

B. 線性Hash分區：分區函數是一個線性的2的冪的運算法則。語法：

partition by LINER hash(store_id) partitions 4;

與常規Hash的不同在於，“Liner”關鍵字。算法介紹: 假設要保存記錄的分區編號爲N,num爲一個非負整數,表示分割成的分區的數量，那麼N可以通過以下步驟得到：
Step 1. 找到一個大於等於num的2的冪，這個值爲V，V可以通過下面公式得到：
V = Power(2,Ceiling(Log(2,num)))
例如：剛纔設置了4個分區，num=4，Log(2,4)=2,Ceiling(2)=2,power(2,2)=4,即V=4
Step 2. 設置N=F(column_list)&(V-1)
例如：剛纔V=4，store_id=234對應的N值，N = 234&（4-1） =2
Step 3. 當N>=num,設置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。
假設上面算出來的N=5，那麼V=Ceiling(4/2)=2,N=5&(2-1)=1,即在第一個分區。

線性Hash的優點和不足優點：在分區維護（增加，刪除，合併，拆分分區）時，MySQL能夠處理得更加迅速。缺點：與常規Hash分區相比，線性Hash各個分區之間的數據分佈不太均衡。

11) Key分區

類似Hash分區，Hash分區允許使用用戶自定義的表達式，但Key分區不允許使用用戶自定義的表達式。Hash僅支持整數分區，而Key分區支持除了Blob和text的其他類型的列作爲分區鍵。語法:

partition by key(exp) partitions 4;//exp是零個或多個字段名的列表

key分區的時候，exp可以爲空，如果爲空，則默認使用主鍵作爲分區鍵，沒有主鍵的時候，會選擇非空惟一鍵作爲分區鍵。

12) 子分區

分區表中對每個分區再次分割，又成爲複合分區。

13) 分區對於NULL值的處理

MySQ允許分區鍵值爲NULL，分區鍵可能是一個字段或者一個用戶定義的表達式。一般情況下，MySQL在分區的時候會把NULL值當作零值或者一個最小值進行處理。
注意
Range分區中：NULL值被當作最小值來處理
List分區中：NULL值必須出現在列表中，否則不被接受
Hash/Key分區中：NULL值會被當作零值來處理

14) 分區管理

1) 分區管理包括對於分區的增加，刪除，以及查詢。

增加分區：
對於Range分區和LIst分區來說：

alter table table_name add partition (partition p0 values ...(exp))

values後面的內容根據分區的類型不同而不同。
對於Hash分區和Key分區來說：

alter table table_name add partition partitions 8;

上面的語句，指的是新增8個分區。
2. 刪除分區
對於Range分區和List分區：

alter table table_name drop partition p0; //p0爲要刪除的分區名稱

刪除了分區，同時也將刪除該分區中的所有數據。同時，如果刪除了分區導致分區不能覆蓋所有值，那麼插入數據的時候會報錯。
對於Hash和Key分區：

alter table table_name coalesce partition 2; //將分區縮減到2個

coalesce [ˌkəʊəˈles] vi. 聯合，合併
3. 分區查詢 1）查詢某張表一共有多少個分區

mysql> select 
 ->   partition_name,
 ->   partition_expression,
 ->   partition_description,
 ->   table_rows
 -> from 
 ->   INFORMATION_SCHEMA.partitions
 -> where
 ->   table_schema='test'
 ->   and table_name = 'emp';
+----------------+----------------------+-----------------------+------------+
| partition_name | partition_expression | partition_description | table_rows |
+----------------+----------------------+-----------------------+------------+
| p0             | store_id             | 10                    |          0 |
| p1             | store_id             | 20                    |          1 |
+----------------+----------------------+-----------------------+------------+

即，可以從information_schema.partitions表中查詢。

2) 查看執行計劃，判斷查詢數據是否進行了分區過濾

mysql> explain partitions select * from emp where store_id=10 \G;
*************************** 1. row ***************************
        id: 1
select_type: SIMPLE
     table: emp
partitions: p1
      type: system
possible_keys: NULL
       key: NULL
   key_len: NULL
       ref: NULL
      rows: 1
     Extra: 
1 row in set (0.00 sec)

上面的結果：partitions:p1 表示數據在p1分區進行檢索。
[參考資料] 《深入MySQL數據庫開發、優化與管理維護（第2版）》
《高性能MySQL》

MySQL 分區表

1) 什麼是表分區？

2) 表分區與分表的區別

3) 表分區有什麼好處？

4) 分區表的限制因素

5) 如何判斷當前MySQL是否支持分區？

6) MySQL支持的分區類型有哪些？

7) Range分區

8) LIST分區

9) Columns分區

10) Hash分區

11) Key分區

12) 子分區

13) 分區對於NULL值的處理

14) 分區管理

1) 分區管理包括對於分區的增加，刪除，以及查詢。

2) 查看執行計劃，判斷查詢數據是否進行了分區過濾

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