达梦 DM8 大表 DDL 操作零停机方案：使用在线表重定义与分区切换的实践指南

1. 引言：大表DDL操作的痛点

作为DBA，最让人头疼的莫过于生产环境中的大表DDL操作了。想象一下，当你需要对一个存储着上亿条记录的表添加一个字段或者修改索引时，传统方式会导致表锁定，业务完全停顿，那种如坐针毡的感觉真是让人难忘。

在达梦DM8数据库中，我们终于有了更好的解决方案——在线表重定义(Online Table Redefinition)结合分区切换技术。这套组合拳可以让我们在不影响业务的情况下，优雅地完成大表结构变更。今天，我就来详细分享这套方案的实战经验。

2. 在线表重定义技术解析

2.1 什么是在线表重定义

在线表重定义是达梦DM8提供的一种高级功能，它允许我们在不中断DML操作(INSERT、UPDATE、DELETE)的情况下，对表结构进行修改。其核心思想是"影子表"机制：创建一个具有新结构的新表，然后通过数据同步和表切换完成变更。

2.2 基本工作原理

1. 创建一个与原表结构不同的临时表(影子表)
2. 将原表数据同步到临时表
3. 建立增量同步机制，捕获变更
4. 在适当时机切换表名
5. 清理旧表

-- 示例1：创建重定义包
-- 技术栈：达梦DM8 SQL
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.CAN_REDEF_TABLE('SYSDBA', 'BIG_ORDERS');
END;
/

-- 开始重定义过程
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.START_REDEF_TABLE(
    uname           => 'SYSDBA',
    orig_table      => 'BIG_ORDERS',
    int_table       => 'BIG_ORDERS_TEMP',
    col_mapping     => 'order_id order_id, customer_id customer_id, 
                       order_date order_date, amount amount,
                       status status, new_column default ''N''');
END;
/

3. 分区切换技术详解

3.1 分区表的概念与优势

分区表是将一个大表物理上分割成多个较小的、更易管理的部分，而逻辑上仍然表现为一个完整的表。在达梦DM8中，支持范围分区、列表分区、哈希分区等多种分区方式。

3.2 分区切换操作

分区切换是分区表特有的高效操作，它允许我们几乎瞬间完成分区数据的替换，这是实现零停机的关键。

-- 示例2：创建分区表并执行分区切换
-- 技术栈：达梦DM8 SQL

-- 创建原始分区表
CREATE TABLE sales (
    sale_id INT,
    product_id INT,
    sale_date DATE,
    amount DECIMAL(10,2)
) PARTITION BY RANGE (sale_date) (
    PARTITION p202201 VALUES LESS THAN (TO_DATE('2022-02-01','YYYY-MM-DD')),
    PARTITION p202202 VALUES LESS THAN (TO_DATE('2022-03-01','YYYY-MM-DD')),
    PARTITION pmax VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
);

-- 创建临时表用于数据准备
CREATE TABLE sales_temp_202203 AS SELECT * FROM sales WHERE 1=0;

-- 准备新分区数据(模拟ETL过程)
INSERT INTO sales_temp_202203 VALUES (1001, 5001, TO_DATE('2022-03-15','YYYY-MM-DD'), 199.99);
-- 更多插入语句...

-- 执行分区切换
ALTER TABLE sales EXCHANGE PARTITION pmax WITH TABLE sales_temp_202203;

4. 组合方案实战：零停机DDL操作

4.1 完整操作流程

让我们通过一个完整的示例，展示如何结合在线表重定义和分区切换技术，实现大表的零停机DDL操作。

-- 示例3：完整的零停机DDL操作流程
-- 技术栈：达梦DM8 SQL

-- 步骤1：验证表是否支持重定义
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.CAN_REDEF_TABLE('SYSDBA', 'CUSTOMER_TRANSACTIONS');
END;
/

-- 步骤2：创建临时表(带新结构)
CREATE TABLE customer_transactions_temp (
    trans_id NUMBER PRIMARY KEY,
    customer_id NUMBER NOT NULL,
    trans_date DATE DEFAULT SYSDATE,
    amount NUMBER(12,2),
    status VARCHAR2(10),
    -- 新增字段
    channel VARCHAR2(20) DEFAULT 'ONLINE',
    -- 修改字段类型
    trans_details VARCHAR2(4000)
);

-- 步骤3：开始重定义过程
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.START_REDEF_TABLE(
    uname       => 'SYSDBA',
    orig_table  => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS',
    int_table   => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS_TEMP',
    col_mapping => 'trans_id trans_id, customer_id customer_id, 
                   trans_date trans_date, amount amount,
                   status status, trans_details trans_details');
END;
/

-- 步骤4：同步依赖对象(索引、约束等)
DECLARE
  error_count PLS_INTEGER := 0;
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.COPY_TABLE_DEPENDENTS(
    uname           => 'SYSDBA',
    orig_table      => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS',
    int_table       => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS_TEMP',
    copy_indexes    => DBMS_REDEFINITION.CONS_ORIG_PARAMS,
    copy_triggers   => TRUE,
    copy_constraints=> TRUE,
    copy_privileges => TRUE,
    ignore_errors   => TRUE,
    num_errors      => error_count);
  
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('Errors occurred: ' || error_count);
END;
/

-- 步骤5：同步增量数据(可选多次执行)
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.SYNC_INTERIM_TABLE(
    uname      => 'SYSDBA',
    orig_table => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS',
    int_table  => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS_TEMP');
END;
/

-- 步骤6：完成重定义
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.FINISH_REDEF_TABLE(
    uname      => 'SYSDBA',
    orig_table => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS',
    int_table  => 'CUSTOMER_TRANSACTIONS_TEMP');
END;
/

-- 步骤7：清理临时表(可选)
DROP TABLE customer_transactions_temp PURGE;

5. 应用场景分析

5.1 典型使用场景

1. 大表结构变更：添加/删除列、修改列数据类型、添加约束等
2. 分区维护操作：分区添加、删除、合并、拆分
3. 表压缩启用/禁用：在不影响业务的情况下改变表的压缩属性
4. 存储参数修改：表空间迁移、存储参数调整
5. 索引重组：重建碎片化严重的索引

5.2 实际案例

某电商平台的订单表orders包含5亿条记录，需要新增一个shipping_method字段并修改索引结构。传统方式预计需要6小时停机，使用本方案后实现了零停机变更。

6. 技术优缺点评估

6.1 优势

1. 真正的零停机：业务几乎无感知
2. 降低风险：出现问题可以随时中止操作
3. 灵活控制：可以在业务低峰期执行数据同步
4. 资源可控：可以分批同步减少系统负载

6.2 局限性

1. 存储需求翻倍：需要额外空间存储临时表
2. 操作复杂度高：比传统DDL操作步骤多
3. 部分限制：不支持某些特殊类型的表(如物化视图日志)
4. 长事务影响：如果原表有长时间运行的事务，可能阻塞重定义过程

7. 关键注意事项

1. 权限要求：需要DBMS_REDEFINITION包的执行权限
2. 空间监控：确保有足够的临时表空间
3. 依赖对象：注意触发器、约束等依赖对象的处理
4. 业务高峰期：避免在业务高峰期执行同步操作
5. 回滚计划：提前准备好回滚方案
6. 测试验证：务必在测试环境充分验证

8. 性能优化建议

1. 并行处理：使用并行选项加速数据同步
2. 分批提交：对大表采用分批提交策略
3. 索引策略：临时表先不加索引，同步完成后再创建
4. 统计信息：操作完成后及时收集统计信息
5. 归档模式：考虑启用归档模式防止意外数据丢失

-- 示例4：使用并行加速的优化方案
-- 技术栈：达梦DM8 SQL

-- 启用并行同步
BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.START_REDEF_TABLE(
    uname           => 'SYSDBA',
    orig_table      => 'LARGE_LOG_TABLE',
    int_table       => 'LARGE_LOG_TABLE_TEMP',
    col_mapping     => 'log_id log_id, log_date log_date, 
                       user_id user_id, action action',
    options_flag    => DBMS_REDEFINITION.CONS_USE_PK,
    orderby_cols    => 'log_date',
    part_name       => NULL,
    parallel_level  => 8);  -- 设置并行度为8
END;
/

9. 常见问题解决方案

9.1 同步过程中断处理

如果同步过程意外中断，可以使用ABORT_REDEF_TABLE过程中止操作：

BEGIN
  DBMS_REDEFINITION.ABORT_REDEF_TABLE(
    uname      => 'SYSDBA',
    orig_table => 'PROBLEM_TABLE',
    int_table  => 'PROBLEM_TABLE_TEMP');
END;
/

9.2 处理长事务阻塞

通过查询V$TRANSACTION视图识别长事务，必要时协调应用端提交或回滚：

SELECT s.sid, s.serial#, s.username, s.status, 
       t.start_time, t.used_ublk
FROM V$TRANSACTION t, V$SESSION s
WHERE t.ses_addr = s.saddr
ORDER BY t.start_time;

10. 总结与最佳实践

达梦DM8的在线表重定义与分区切换技术为解决大表DDL操作提供了完美的解决方案。通过本文的详细讲解和丰富示例，相信您已经掌握了这套方案的核心理念和实现方法。

在实际应用中，建议遵循以下最佳实践：

1. 充分测试：在非生产环境验证整个流程
2. 制定计划：详细规划每个步骤和回退方案
3. 监控资源：密切关注系统资源使用情况
4. 选择时机：在业务低峰期执行关键操作
5. 文档记录：详细记录操作过程和遇到的问题

掌握这套方案后，您将能够从容应对生产环境中的大表结构变更需求，真正实现服务零停机的运维目标。