MySQL修改表结构到底会不会锁表？

〇、关于DDL、DML和DCL

DDL（Data Definition Languages）语句：数据定义语言，这些语句定义了不同的数据段、数据库、表、列、索引等数据库对象的定义。
常用的语句关键字主要包括 create、drop、alter 等。

DML（Data Manipulation Language）语句：数据操纵语句，用于添加、删除、更新和查询数据库记录，并检查数据完整性。
常用的语句关键字主要包括 insert、delete、udpate 和 select 等。(增删改查）

DCL（Data Control Language）语句：数据控制语句，用于控制不同数据段直接的许可和访问级别的语句。这些语句定义了数据库、表、字段、用户的访问权限和安全级别。
主要的语句关键字包括 grant、revoke 等。

一、DDL 实现方式

在 MySQL5.6 版本以前，执行 DDL 主要有两种方式：Copy 方式 和 In-place 方式

Copy 方式执行DDL操作

1. 创建与原表结构定义完全相同的临时表
2. 为原表加MDL（meta data lock，元数据锁）锁，禁止对表中数据进行增删改，允许查询
3. 在临时表上执行DDL语句
4. 按照主键 ID 递增的顺序，把数据一行一行地从原表里读出来再插入到临时表中
5. 升级原表上的锁，禁止对原表中数据进行读写操作
6. 将原表删除，将临时表重命名为原表名，DDL操作完成

In-place 方式执行DDL操作

In-place 方式 又称为 Fast Index Creation 。与 Copy 方式相比，In-place方式不复制数据，因此大大加快了执行速度。但是这种方式仅支持对二级索引进行添加、删除操作，而且与Copy方式一样需要全程锁表。下面以添加索引为例，简单介绍In-place方式的实现流程：

1. 创建新索引的数据字典
2. 为原表加MDL（meta data lock，元数据锁）锁，禁止对表中数据进行增删改，允许查询
3. 按照聚簇索引的顺序，查询数据，找到需要的索引列数据，排序后插入到新的索引页中
4. 等待打开当前表的所有只读事务提交
5. 创建索引结束

In-place 方式执行DDL操作

MySQL5.6 版本之后加入了 Online DDL 新特性，用于支持DDL执行期间DML语句的并行操作，提高数据库的吞吐量。
与 Copy 方式和 In-place 方式相比，Online 方式在执行DDL的时候可以对表中数据进行读写操作。
Online DDL可以有效改善DDL期间对数据库的影响：

• Online DDL期间，查询和DML操作在多数情况下可以正常执行，对表格的锁时间也会大大减少，尽可能的保证数据库的可扩展性；
• 允许 In-place 操作的 DDL，避免重建表格占用过多磁盘IO及CPU资源，减少对数据库的整体负荷，使得在DDL期间，能够维持数据库的高性能及高吞吐量；
• 允许 In-place 操作的 DDL，比需要COPY到临时文件的操作要更少占用buffer pool，避免以往DDL过程中性能的临时下降，因为以前需要拷贝数据到临时表，这个过程会占用到buffer pool ，导致内存中的部分频繁访问的数据会被清理出去。

Online DDL 实现实质上也可以分为2种方式：Copy 方式和 In-place 方式：

• 对于不支持Online DDL的 SQL，则采用 Copy 方式，比如删除主键，修改列数据类型，变更表字符集等。这些操作都会导致记录格式发生变化，无法通过简单的全量+增量的方式实现Online DDL。

• 对于支持Online DDL的 SQL，则采用 In-place 方式，MySQL 内部以“是否修改行记录格式”为标准，又将 In-place 方式分为两类：

  • 如果修改了行记录格式，则需要重建表，比如 添加主键，添加、删除字段，修行格式ROW_FORMAT，OPTIMIZE优化表 等操作，这种方式被称为 rebuild方式。
  • 如果没有修改行记录格式，仅修改表的元数据，则不需要重建表，比如 添加、删除、重命名二级索引，设置、删除字段的默认值，重命名字段，重命名表 等操作，这种方式被称为 no-rebuild方式。

更多详情可查阅官方文档：https://dev.mysql.com/doc/ref...

三、Online DDL 实现流程

Online DDL 主要包括3个阶段，Prepare阶段，Execute阶段，Commit阶段。
下面将主要介绍Online DDL执行过程中三个阶段的流程。

Prepare 阶段

• 持有 EXCLUSIVE-MDL 锁，禁止DML语句读写
• 根据DDL类型，确定执行方式(Copy,Online-rebuild,Online-no-rebuild)
• 创建新的 frm 和 ibd 临时文件（ibd临时文件仅rebuild类型需要）
• 分配 row_log 空间，用来记录 DDL Execute 阶段产生的DML操作（仅rebuild类型需要）

Execute 阶段

• 降级 EXCLUSIVE-MDL 锁，允许DML语句读写
• 扫描原表主键以及二级索引的所有数据页，生成B+树，存储到临时文件中
• 将 DDL Execute 阶段产生的DML操作记录到 row_log（仅rebuild类型需要）

Commit 阶段

• 升级到 EXCLUSIVE-MDL 锁，禁止DML语句读写
• 将 row_log 中记录的DML操作应用到临时文件，得到一个逻辑数据上与原表相同的数据文件（仅rebuild类型需要）
• 重命名 frm 和 idb 临时文件，替换原表，将原表文件删除
• 提交事务（刷事务的redo日志），变更完成

由上面的流程可知，Prepare阶段和Commit阶段都禁止读写，只有Execute允许读写，那为什么说Online DDL 方式在执行过程中可以对表中数据进行读写操作？
其实是因为Prepare和Commit阶段相对于Execute阶段时间特别短，因此基本可以认为是全程允许读写的。
Prepare阶段和Commit阶段都禁止读写，主要是为了保证数据一致性。

四、Online DDL 的语法与可选参数

ALTER TABLE …. , ALGORITHM[=]{DEFAULT|INPLACE|COPY}, LOCK[=]{DEFAULT|NONE|SHARED|EXCLUSIVE}

ALTER TABLE tablename DROP COLUMN age,ALGORITHM=INPLACE,LOCK=DEFAULT;

ALGORITHM 选项

COPY：使用 Copy 方式 执行DDL操作，DDL 执行过程中，不允许DML操作。
INPLACE：使用 In-place 方式 执行DDL操作，DDL 执行过程中，允许DML操作。
DEFAULT：默认选项，根据DDL的操作类型，自动选择DDL执行方式，优先选择 In-place 方式，不满足条件时选择 Copy 方式。

LOCK 选项

EXCLUSIVE：对整个表添加排他锁（X锁），不允许DML操作
SHARED：对整个表添加共享锁（S锁），允许查询操作，但是不允许数据变更操作
NONE：不对表加锁，既允许查询操作，也支持数据变更操作，即允许所有的 DML 操作，该模式下并发最好
DEFAULT：默认选项，根据DDL的操作类型，最小程度的加锁，尽可能支持DML操作