表碎片率过高可能导致的问题

场景描述

在使用RDS for MySQL过程中，经常遇到表碎片率过高的问题。表碎片是指在MySQL数据库中，表的数据和索引分散在不同的物理块中，这些物理块可能不连续，或者有一些空闲的空间，从而导致表的数据和索引在磁盘上的存储不是最优的。

这种现象主要是由于MySQL表的数据操作（比如删除、更新、插入等操作）引起的，会使得表中的数据行不断地被修改和移动，从而导致表中的数据片段变得不连续。

影响及风险

• 表空间膨胀

  表碎片率过高会导致数据库中存在大量未使用的空间，这些空间无法重复利用，从而浪费磁盘空间。

• 查询优化不佳

  表碎片率过高会导致优化器无法正确及有效地利用索引，从而影响执行计划的选择，导致查询性能下降。

• SQL执行效率降低

  表碎片率过高会导致数据库执行SQL时需要花费额外的时间进行I/O扫描及整理碎片，导致查询和更新操作变慢，响应时间变长。

排查方法

方法一：通过智能DBA功能实时查看实例磁盘空间使用情况，避免出现磁盘空间不足的问题。

1. 登录管理控制台。
2. 单击管理控制台左上角的，选择区域和项目。
3. 单击页面左上角的，选择“数据库 > 云数据库 RDS”，进入RDS信息页面。
4. 在“实例管理”页面，选择目标实例，单击实例名称，进入实例的“基本信息”页签。
5. 在左侧导航栏选择“智能DBA助手 > 实时诊断”。
6. 选择“容量预估”页签，页面中的Top50库表空间统计中可以查看碎片空间及碎片率数据。
   图1 Top50库表
   

方法二：通过命令方式查看碎片率数据。

1. 使用以下命令对表进行分析，更新表的统计信息。

   ANALYZE TABLE table_name;

2. 使用以下命令可以查看表的详细信息。

   SELECT 
       table_name,
       data_length,
       data_free
   FROM
       information_schema.tables
   WHERE
       table_schema = 'database_name' 
       AND
       table_name = 'table_name';

   • table_name：表名称。
   • data_length：表存储的数据大小（单位：字节）。
   • data_free：表剩余的空闲空间大小（单位：字节）。

   一般来说，可以通过data_free占data_length的比例来初步判断碎片率，估计碎片情况。

原因分析

原因1：DRS全量迁移阶段并行迁移导致

DRS在全量迁移阶段，为了保证迁移性能和传输的稳定性，采用了行级并行的迁移方式。当源端数据紧凑情况下，通过DRS迁移到云上RDS for MySQL后，更高的碎片率可能会导致数据膨胀，使得磁盘空间使用远大于源端。

原因2：大量删除操作后在表空间留下碎片

当删除数据时，MySQL并不会回收被删除数据占据的存储空间，而只做标记删除，尝试供后续复用，等新的数据来填补相应空间，如果没有数据来及时填补这些空间，就造成了表空间膨胀，形成大量碎片。

可以通过如下SQL语句，查询某个表的详细信息，回显中的“DATA_FREE”字段表示表空间碎片大小。

select * from information_schema.tables where table_schema='db_name' and table_name = 'table_name'\G;

图2 回显信息

解决方案

以下场景可能需要优化表碎片率：

• 数据库长时间运行。

  长时间运行产生的插入、更新和删除等数据操作可能会产生表碎片。

• 大量数据变更

  数据库大量的数据变更，可能会导致碎片产生。

• 数据库性能下降

  当同样数据量级的查询，用户识别到了明显的性能下降，可能需要排查碎片率的影响。

• 磁盘空间不足

  磁盘空间使用率过高的情况下，可以排查碎片空间的大小，通过整理碎片达到释放磁盘空间的效果。

针对表碎片率过高的问题，建议定期对频繁访问的表做碎片分析并清理碎片，进行表空间优化整理，从而缩小空间，优化性能。

执行如下命令对表进行分析：

OPTIMIZE TABLE table_name;

optimize table命令会有短暂锁表操作，整体执行时间与表大小有关。一般执行时间较长，且较为占用资源（必须预留被optimize表1.5倍大小的磁盘空间），所以进行表空间优化时建议避开业务高峰期，避免影响正常业务的进行。