印刻数据库

外观

MySQL 升级前准备 ​

概述 ​

升级前准备的重要性 ​

MySQL版本升级是一项高风险的操作，直接关系到数据库系统的稳定性和业务连续性。充分的升级前准备是确保升级成功的关键，它可以帮助我们识别潜在风险，制定合理的升级策略，减少升级过程中的故障和 downtime，确保升级后系统的正常运行。

升级前准备的目标 ​

  • 风险识别：识别升级过程中可能遇到的各种风险和问题
  • 策略制定：制定合理的升级策略和计划
  • 环境准备：准备好升级所需的测试环境和生产环境
  • 数据保护：确保数据的安全性和完整性
  • 回滚保障：制定可靠的回滚方案
  • 人员就绪：确保升级团队成员具备必要的技能和知识
  • 文档完善：准备好升级所需的各种文档和手册

升级前准备的原则 ​

  • 全面性：覆盖升级的各个方面，不遗漏任何细节
  • 严谨性：所有准备工作都要严格按照规范进行，确保万无一失
  • 可操作性：准备工作要具体、可行，便于实际执行
  • 风险导向：重点关注高风险环节，做好风险防控
  • 持续优化：根据升级经验，持续优化升级前准备流程

升级前评估 ​

版本兼容性检查 ​

在升级前，首先需要检查目标版本与当前版本的兼容性，了解版本之间的差异和变更。

版本差异分析 ​

  • 主要版本升级：如从5.7升级到8.0，需要特别关注重大变更和不兼容特性
  • 次要版本升级：如从8.0.28升级到8.0.33，主要关注bug修复和性能改进
  • 补丁版本升级：如从8.0.33-1.el8升级到8.0.33-2.el8，主要关注安全补丁和bug修复

官方文档查阅 ​

  • 查阅MySQL官方发布的版本说明文档（Release Notes）
  • 关注版本之间的不兼容变更和废弃特性
  • 了解新特性和改进点

示例：

bash
# 查看当前MySQL版本
mysql -V
mysql Ver 8.0.28 for Linux on x86_64 (MySQL Community Server - GPL)

# 查阅官方Release Notes
# MySQL 8.0.33 Release Notes: https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/8.0/en/news-8-0-33.html

兼容性检查工具 ​

使用MySQL官方提供的兼容性检查工具，如mysqlcheck、mysql_upgrade预检查等。

示例：

bash
# 使用mysqlcheck检查数据库表结构
mysqlcheck -u root -p --all-databases --check-upgrade

# 使用MySQL Shell的util.checkForServerUpgrade工具
mysqlsh -- util checkForServerUpgrade root@localhost:3306 --target-version=8.0.33

功能变更评估 ​

评估新版本的功能变更对现有应用的影响，特别是：

  • SQL语法变更：新的SQL语法、废弃的SQL语法
  • 数据类型变更：数据类型的精度、范围变化
  • 函数和存储过程变更：函数行为的变化
  • 系统变量变更：新增、修改、废弃的系统变量
  • 权限和安全变更：权限模型的变化、安全特性的增强

性能影响评估 ​

评估新版本对系统性能的影响，包括：

  • 查询性能：新版本的查询优化器改进
  • 并发性能：新版本的锁机制改进
  • 存储引擎性能：InnoDB等存储引擎的性能改进
  • 资源消耗：CPU、内存、磁盘I/O的变化

风险评估 ​

识别升级过程中可能遇到的各种风险，并评估其影响程度和发生概率。

风险类型具体风险影响程度发生概率应对措施
数据风险数据丢失、数据损坏高低充分备份、数据一致性检查
功能风险应用兼容性问题、功能失效中中充分测试、应用适配
性能风险性能下降、资源消耗增加中中性能测试、参数优化
安全风险权限问题、安全漏洞高低安全测试、权限检查
运维风险升级失败、回滚失败高低充分准备、回滚方案

环境准备 ​

测试环境搭建 ​

测试环境要求 ​

  • 与生产环境一致：硬件配置、操作系统、MySQL版本、配置参数等
  • 数据一致性：使用生产环境的最新数据备份进行恢复
  • 应用环境一致：部署相同版本的应用程序
  • 网络环境隔离：测试环境与生产环境网络隔离，避免影响生产

测试环境搭建步骤 ​

  1. 准备与生产环境相同配置的服务器
  2. 安装与生产环境相同版本的操作系统
  3. 安装目标版本的MySQL
  4. 使用生产环境的最新备份恢复数据
  5. 部署相同版本的应用程序
  6. 调整测试环境的配置，确保与生产环境一致

生产环境准备 ​

硬件资源检查 ​

  • CPU：确保有足够的CPU资源用于升级过程
  • 内存：确保有足够的内存，特别是对于InnoDB缓冲池
  • 磁盘空间：
    • 确保数据目录有足够的空间（至少为当前数据大小的1.5倍）
    • 确保日志目录有足够的空间
    • 确保备份目录有足够的空间

示例：

bash
# 检查磁盘空间
df -h

# 检查数据目录大小
du -sh /var/lib/mysql/

# 检查日志目录大小
du -sh /var/log/mysql/

系统参数调整 ​

  • 文件描述符限制：确保足够的文件描述符
  • 内存分配：确保系统有足够的内存分配给MySQL
  • 网络参数：调整网络参数，确保网络连接稳定

示例：

bash
# 检查文件描述符限制
ulimit -n

# 调整文件描述符限制
# 在/etc/security/limits.conf中添加
mysql soft nofile 65535
mysql hard nofile 65535

监控系统准备 ​

  • 确保监控系统正常运行：升级过程中需要密切监控系统状态
  • 添加临时监控指标：针对升级过程，添加必要的临时监控指标
  • 设置告警规则：设置合理的告警规则，及时发现问题

数据准备 ​

数据库备份 ​

备份是数据安全的最后一道防线，升级前必须进行完整的备份。

备份策略 ​

  • 全量备份：对所有数据库进行完整备份
  • 增量备份：确保有最新的增量备份
  • 二进制日志备份：备份所有二进制日志，便于时间点恢复
  • 多副本备份：将备份数据存储在多个位置，防止备份数据丢失

备份方法 ​

根据实际情况选择合适的备份方法：

  • 物理备份：使用xtrabackup、mysqlbackup等工具进行物理备份
  • 逻辑备份：使用mysqldump、mydumper等工具进行逻辑备份
  • 云备份：如果使用云数据库，利用云服务商提供的备份服务

示例：

bash
# 使用xtrabackup进行全量备份
xtrabackup --backup --target-dir=/backup/mysql_full_$(date +%Y%m%d_%H%M%S) --user=root --password=your_password

# 使用mysqldump进行逻辑备份
mysqldump -u root -p --all-databases --single-transaction --master-data=2 --flush-logs > /backup/mysql_full_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).sql

# 备份二进制日志
mysqlbinlog --read-from-remote-server --raw --host=localhost --user=root --password=your_password binlog.000001 binlog.000002

数据一致性检查 ​

确保数据库中的数据一致性，避免升级过程中出现数据损坏。

表结构检查 ​

  • 检查表结构是否符合MySQL规范
  • 检查是否存在损坏的表
  • 检查是否存在不兼容的表结构

示例：

bash
# 使用mysqlcheck检查所有数据库表
mysqlcheck -u root -p --all-databases --check

# 使用InnoDB检查表空间
mysql -u root -p -e "SET GLOBAL innodb_checksum_algorithm=crc32;"

数据完整性检查 ​

  • 检查外键约束
  • 检查唯一约束
  • 检查索引完整性

示例：

sql
-- 检查外键约束
SELECT * FROM information_schema.referential_constraints WHERE constraint_schema NOT IN ('mysql', 'sys', 'information_schema', 'performance_schema');

-- 检查索引状态
SELECT table_name, index_name, index_type, table_schema FROM information_schema.statistics WHERE table_schema NOT IN ('mysql', 'sys', 'information_schema', 'performance_schema');

慢查询和大事务处理 ​

在升级前，处理掉系统中的慢查询和大事务，避免它们在升级过程中引发问题。

慢查询优化 ​

  • 分析慢查询日志，找出慢查询
  • 优化慢查询，添加适当索引
  • 调整查询语句，提高查询效率

示例：

bash
# 分析慢查询日志
mysqldumpslow -s t -t 10 /var/log/mysql/mysql-slow.log

# 使用pt-query-digest分析慢查询
pt-query-digest /var/log/mysql/mysql-slow.log

大事务处理 ​

  • 识别正在执行的大事务
  • 优化大事务，拆分为小事务
  • 确保升级前所有大事务都已完成

示例：

sql
-- 查看正在执行的大事务
SELECT * FROM information_schema.innodb_trx WHERE TIME_TO_SEC(timediff(now(), trx_started)) > 60;

-- 查看事务使用的资源
SELECT * FROM information_schema.innodb_trx ORDER BY trx_rows_locked DESC LIMIT 10;

配置准备 ​

配置文件更新 ​

根据目标版本的要求，更新MySQL配置文件。

配置参数兼容性检查 ​

  • 检查当前配置参数在目标版本中是否仍然有效
  • 检查是否有新增的推荐参数
  • 检查是否有废弃或修改的参数

示例：

bash
# 使用MySQL Shell的util.checkForServerUpgrade工具检查配置兼容性
mysqlsh -- util checkForServerUpgrade root@localhost:3306 --target-version=8.0.33 --config-path=/etc/my.cnf

配置文件备份 ​

在修改配置文件前，先进行备份，以便在出现问题时恢复。

示例：

bash
# 备份配置文件
cp /etc/my.cnf /etc/my.cnf.bak.$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

参数调整 ​

根据目标版本的要求和最佳实践，调整MySQL参数。

关键参数调整 ​

  • innodb_buffer_pool_size：根据系统内存大小调整
  • innodb_log_file_size：根据业务写入量调整
  • max_connections：根据并发连接数调整
  • innodb_flush_log_at_trx_commit：根据数据安全性和性能要求调整
  • sync_binlog：根据数据安全性和性能要求调整

版本特定参数 ​

MySQL 5.6 特定参数：

  • innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown 和 innodb_buffer_pool_load_at_startup：用于快速预热缓冲池
  • innodb_stats_persistent：持久化统计信息

MySQL 5.7 特定参数：

  • innodb_buffer_pool_instances：增加缓冲池实例数，提高并发性能
  • innodb_deadlock_detect：控制是否启用死锁检测
  • log_timestamps：控制日志时间戳格式

MySQL 8.0 特定参数：

  • innodb_directories：指定多个数据目录
  • binlog_expire_logs_seconds：替代 expire_logs_days，更精确的binlog过期时间
  • default_authentication_plugin：默认认证插件变更为 caching_sha2_password

废弃参数：

  • MySQL 5.7 中废弃：query_cache_size、query_cache_type
  • MySQL 8.0 中废弃：innodb_large_prefix、innodb_file_format

工具准备 ​

升级工具准备 ​

根据升级方式，准备相应的升级工具：

  • in-place升级：使用MySQL自带的升级工具
  • logical升级：使用mysqldump、mydumper等工具
  • 物理升级：使用xtrabackup、mysqlbackup等工具

示例：

bash
# 下载并安装xtrabackup
wget https://downloads.percona.com/downloads/Percona-XtraBackup-LATEST/Percona-XtraBackup-8.0.33-27/binary/redhat/8/x86_64/percona-xtrabackup-80-8.0.33-27.1.el8.x86_64.rpm
yum localinstall percona-xtrabackup-80-8.0.33-27.1.el8.x86_64.rpm

监控工具准备 ​

准备升级过程中需要使用的监控工具：

  • 系统监控：top、vmstat、iostat等
  • MySQL监控：mysqladmin、show processlist、performance_schema等
  • 第三方监控：Prometheus+Grafana、Zabbix等

示例：

bash
# 实时监控系统资源
watch -n 1 "top -bn1 | head -20"

# 实时监控磁盘I/O
iostat -dx 1

# 实时监控MySQL连接数
watch -n 1 "mysqladmin -u root -p processlist | wc -l"

诊断工具准备 ​

准备升级过程中可能需要使用的诊断工具：

  • MySQL诊断工具：mysqlcheck、mysql_upgrade、innochecksum等
  • Percona Toolkit：pt-summary、pt-mysql-summary、pt-deadlock-logger等
  • MySQL Shell：提供了丰富的诊断和管理功能

示例：

bash
# 安装Percona Toolkit
yum install percona-toolkit

# 使用pt-mysql-summary收集MySQL信息
pt-mysql-summary --host=localhost --user=root --password=your_password

人员准备 ​

团队组成 ​

升级团队应包括以下角色：

  • 项目经理：负责升级项目的整体协调和管理
  • DBA：负责数据库升级的技术实施
  • 应用开发人员：负责应用程序的兼容性测试和适配
  • 运维人员：负责服务器和系统环境的准备和维护
  • 业务代表：负责业务影响评估和业务验证
  • 监控人员：负责升级过程的监控和告警处理

职责分工 ​

明确团队成员的职责和分工，确保升级过程中各项工作有序进行。

角色主要职责
项目经理制定升级计划、协调团队资源、跟踪升级进度、处理升级过程中的问题
DBA升级前准备、升级实施、故障处理、回滚操作、升级后验证
应用开发人员应用兼容性测试、应用适配、升级后应用验证
运维人员服务器准备、系统环境配置、监控系统维护、网络保障
业务代表业务影响评估、业务功能验证、用户通知
监控人员实时监控系统状态、处理告警信息、记录监控数据

培训和演练 ​

  • 培训：对团队成员进行目标版本的培训，了解新特性和变更
  • 演练：在测试环境进行升级演练，熟悉升级流程和步骤
  • 应急演练：进行回滚演练，确保回滚方案的可行性

文档准备 ​

升级计划文档 ​

升级计划文档应包括以下内容：

  • 升级概述：升级目的、范围、目标版本等
  • 升级策略：升级方式、时间安排、影响范围等
  • 升级步骤：详细的升级步骤和操作指南
  • 风险评估：可能遇到的风险和应对措施
  • 回滚方案：回滚策略和步骤
  • 验证计划：升级后的验证步骤和标准
  • 沟通计划：升级过程中的沟通机制和方式

回滚方案文档 ​

回滚方案文档应包括以下内容：

  • 回滚触发条件：什么情况下需要回滚
  • 回滚步骤：详细的回滚步骤和操作指南
  • 回滚验证：回滚后的验证步骤和标准
  • 回滚时间估算：回滚所需的时间
  • 回滚影响范围：回滚对业务的影响

操作手册文档 ​

操作手册文档应包括以下内容：

  • 升级工具使用说明：详细的工具使用方法和参数说明
  • 命令参考：升级过程中需要使用的命令和示例
  • 常见问题处理：常见问题的原因和解决方案
  • troubleshooting指南：故障诊断和处理方法

测试计划文档 ​

测试计划文档应包括以下内容：

  • 测试目标：测试的目的和范围
  • 测试环境：测试环境的配置和准备
  • 测试用例：详细的测试用例和预期结果
  • 测试方法：功能测试、性能测试、兼容性测试等
  • 测试工具：测试过程中使用的工具
  • 测试结果记录：测试结果的记录和分析方法

测试准备 ​

功能测试 ​

测试升级后数据库的各项功能是否正常：

  • 基本功能测试：连接、查询、插入、更新、删除等
  • 高级功能测试：事务、存储过程、触发器、视图等
  • 复制功能测试：主从复制、半同步复制等
  • 备份恢复测试：备份和恢复功能是否正常

性能测试 ​

测试升级后数据库的性能：

  • 基准测试：使用sysbench、tpcc-mysql等工具进行基准测试
  • 负载测试：模拟生产环境的负载，测试系统性能
  • 并发测试：测试高并发情况下的系统表现
  • 压力测试：测试系统的极限性能

示例：

bash
# 使用sysbench进行基准测试
sysbench --db-driver=mysql --mysql-host=localhost --mysql-user=root --mysql-password=your_password --mysql-db=test --table_size=1000000 --tables=10 --threads=64 oltp_read_write prepare
sysbench --db-driver=mysql --mysql-host=localhost --mysql-user=root --mysql-password=your_password --mysql-db=test --table_size=1000000 --tables=10 --threads=64 oltp_read_write run

兼容性测试 ​

测试应用程序与新版本MySQL的兼容性：

  • 应用连接测试：应用程序能否正常连接到数据库
  • SQL兼容性测试：应用程序使用的SQL语句是否兼容
  • 驱动兼容性测试：数据库驱动是否兼容新版本
  • 框架兼容性测试：应用框架是否兼容新版本

边界测试 ​

测试数据库在边界条件下的表现：

  • 大表测试：测试大表的查询和操作性能
  • 大数据量测试：测试大数据量下的系统表现
  • 高并发测试：测试高并发情况下的系统稳定性
  • 长时间运行测试：测试系统长时间运行的稳定性

版本差异考虑 ​

MySQL 5.6 到 5.7 升级注意事项 ​

  • 密码策略变化：引入了更严格的密码策略，需要检查应用程序是否兼容
  • SQL_MODE变化：默认SQL_MODE更加严格，可能导致某些SQL语句执行失败
  • InnoDB存储引擎变化：InnoDB成为默认存储引擎，MyISAM逐渐被弃用
  • 系统表结构变化：mysql系统数据库表结构发生变化，需要使用mysql_upgrade更新

MySQL 5.7 到 8.0 升级注意事项 ​

  • 认证插件变化：默认认证插件从 mysql_native_password 变为 caching_sha2_password
  • 系统变量变化：大量系统变量被重命名或废弃
  • SQL语法变化：某些SQL语法不再被支持
  • 数据字典变化：引入了新的数据字典，替换了原有的.frm文件
  • 复制变化：复制架构发生变化，需要注意主从配置

最佳实践 ​

升级前准备最佳实践 ​

  • 充分测试：在测试环境进行多次升级演练，熟悉升级流程和步骤
  • 逐步升级：对于跨大版本升级，建议逐步升级，如5.6→5.7→8.0
  • 选择合适的升级时间：选择业务低峰期进行升级，减少对业务的影响
  • 制定详细的升级计划：升级计划应详细到每一步操作和每一个命令
  • 建立完善的监控体系：升级过程中密切监控系统状态，及时发现问题
  • 准备好回滚方案：确保回滚方案可行，能够在出现问题时快速回滚
  • 做好沟通协调：与业务部门、开发团队、运维团队等保持良好的沟通

常见问题和解决方案 ​

问题原因解决方案
升级过程中出现表结构不兼容新版本对表结构有新的要求升级前使用mysqlcheck --check-upgrade检查，修复不兼容的表结构
升级后应用连接失败驱动版本不兼容或连接参数变化升级数据库驱动，调整连接参数
升级后性能下降配置参数不适合新版本或查询优化器行为变化调整配置参数，优化查询语句
升级后出现死锁新版本锁机制变化优化应用程序，减少锁竞争
回滚失败回滚方案设计不合理或备份数据问题确保备份数据完整，测试回滚方案的可行性

总结 ​

升级前准备是MySQL版本升级成功的关键，它涉及到版本兼容性检查、功能变更评估、性能影响评估、风险评估、环境准备、数据准备、配置准备、工具准备、人员准备、文档准备和测试准备等多个方面。

充分的升级前准备可以帮助我们识别潜在风险，制定合理的升级策略，减少升级过程中的故障和 downtime，确保升级后系统的正常运行。每个DBA都应该重视升级前准备工作，严格按照规范和最佳实践进行操作，确保MySQL升级的成功。