不可不知的 MySQL 升级利器及 5.7 升级到 8.0 的注意事项

dbaplus社群 2022-06-19

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作者介绍

陈臣，甲骨文MySQL首席解决方案工程师，公众号《MySQL实战》作者，有大规模的MySQL，Redis，MongoDB，ES的管理和维护经验，擅长MySQL数据库的性能优化及日常操作的原理剖析。

数据库升级，是一项让人喜忧参半的工程。喜的是，通过升级，可以享受新版本带来的新特性及性能提升。忧的是，新版本可能与老的版本不兼容，不兼容主要体现在以下三方面：

语法不兼容。
语义不兼容。同一个SQL，在新老版本执行结果不一致。
新版本的查询性能更差。

所以，在对线上数据库进行升级之前，一般都会在测试环境进行大量的测试，包括功能测试和性能测试。

很多人可能会觉得麻烦，于是对待升级就秉持着一种“不主动，也拒绝”的态度，怎奈何新版本性能更好，新特性更多，而且老版本在产品维护周期结束后，也存在安全风险。

升还是不升呢？that is a question。

下面我们介绍一个 MySQL 升级利器，可极大减轻 DBA 包括开发童鞋在升级数据库时的心智负担和工作负担。

这个利器就是 pt-upgrade。

pt-upgrade 是 Percona Toolkit 中的一个工具，可帮忙我们从业务 SQL 层面检查新老版本的兼容性。

一、pt-upgrade 的实现原理

它的检测思路很简单，给定一个 SQL，分别在两个不同版本的实例上执行，看看是否一致。

具体来说，它会检查以下几项：

Row count：查询返回的行数是否一致。
Row data：查询的结果是否一致。
Warnings：是否提示 warning。正常来说，要么都提示 warning，要么都不提示 warning。
Query time：查询时间是否在同一个量级，或者新版本的执行时间是否更短。
Query errors：查询如果在一个实例中出现语法错误，会提示 Query errors。
SQL errors：查询如果在两个实例中同时出现语法错误，会提示 SQL errors。

二、pt-upgrade 的常见用法

pt-upgrade 的使用比较简单，只需提供两个实例的 DSN （实例连接信息）和文件名。

常见用法有以下两种：

直接比较一个文件中的 SQL 在两个实例中的执行效果。

# pt-upgrade h=host1 h=host2 slow.log

可通过 --type 指定文件的类型，支持 slowlog（慢日志），genlog（General Log），binlog（通过 mysqlbinlog 解析后的文本文件），rawlog（ SQL语句），tcpdump。不指定，则默认是慢日志。

先生成一个基准测试结果，然后再基于这个结果测试其它环境的兼容性。

# pt-upgrade h=host1 --save-results host1_results/ slow.log
# pt-upgrade host1_results1/ h=host2

第二种用法适用于两个实例不能同时访问，或者需要基于一个基准测试结果进行多次测试。

三、Demo

看下面这个 Demo。

pt_upgrade_test.sql 包含了若干条测试语句。

# cat tmp/pt_upgrade_test.sql
select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";
select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;
grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';
create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default ('')); 
select * from employees.dept_emp group by dept_no;

这里给出的几条测试语句都极具代表性，都是升级过程中需要注意的 SQL。

下面我们看看这些语句在 MySQL 5.7 和 MySQL 8.0 中的执行情况。

# pt-upgrade h=127.0.0.1,P=3307,u=pt_user,p=pt_pass h=127.0.0.1,P=3306,u=pt_user,p=pt_pass --type rawlog tmp/pt_upgrade_test.sql --no-read-only


#-----------------------------------------------------------------------
# Logs
#-----------------------------------------------------------------------


File: tmp/pt_upgrade_test.sql
Size: 311


#-----------------------------------------------------------------------
# Hosts
#-----------------------------------------------------------------------


host1:


  DSN:       h=127.0.0.1,P=3307
  hostname:  slowtech
  MySQL:     MySQL Community Server (GPL) 5.7.36


host2:


  DSN:       h=127.0.0.1,P=3306
  hostname:  slowtech
  MySQL:     MySQL Community Server - GPL 8.0.27


########################################################################
# Query class 00A13DD81BF65D41
########################################################################
Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.


Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0


grant select on employees.* to ?@? identified by ?;


##
## Query errors diffs: 1
##


-- 1.


No error


vs.


DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'identified by '123456'' at line 1 [for Statement "grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';"]


grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';


########################################################################
# Query class 296E46FE3AEE9B6C
########################################################################


Reporting class because it has SQL errors, but hasn't been reported yet.


Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0


select * from employees.dept_emp group by dept_no;


##
## SQL errors: 1
##


-- 1.


On both hosts:


DBD::mysql::st execute failed: Expression #1 of SELECT list is not in GROUP BY clause and contains nonaggregated column 'employees.dept_emp.emp_no' which is not functionally dependent on columns in GROUP BY clause; this is incompatible with sql_mode=only_full_group_by [for Statement "select * from employees.dept_emp group by dept_no;"]


select * from employees.dept_emp group by dept_no;


########################################################################
# Query class 8B81ACF1E68DE066
########################################################################


Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.


Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0


create table employees.t?(id int primary key,c? text not ? default (?));


##
## Query errors diffs: 1
##


-- 1.


DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '(''))' at line 1 [for Statement "create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default ('')); "]


vs.


No error


create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default (''));


########################################################################
# Query class 92E8E91AB47593A5
########################################################################


Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.


Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0


select ? regexp ?;


##
## Query errors diffs: 1
##


-- 1.


No error


vs.


DBD::mysql::st execute failed: Illegal argument to a regular expression. [for Statement "select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";"]


select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";


########################################################################
# Query class D3F390B1B46CF9EA
########################################################################


Reporting class because it has diffs, but hasn't been reported yet.


Total queries      1
Unique queries     1
Discarded queries  0


select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;


##
## Query errors diffs: 1
##


-- 1.


No error


vs.


DBD::mysql::st execute failed: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'desc' at line 1 [for Statement "select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;"]


select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;


#-----------------------------------------------------------------------
# Stats
#-----------------------------------------------------------------------


failed_queries        1
not_select            0
queries_filtered      0
queries_no_diffs      0
queries_read          5
queries_with_diffs    0
queries_with_errors   4

3307，3306 端口分别对应 MySQL 5.7、MySQL 8.0 实例。

对于文件中的每一个 SQL ，都会在这两个实例中执行。如果每个差异 SQL 的结果都打印出来的话，最后的输出将十分庞杂。为了简化最后的输出结果，pt-upgrade 会对 SQL 进行分类，同一类 SQL 的输出次数受到 --max-class-size 和 --max-examples 的限制。

四、分析输出结果

结合执行的 SQL，我们分析下输出结果。

SQL 3

grant select on employees.* to 'u1'@'%' identified by '123456';

在 MySQL 8.0 之前，对一个用户进行授权（grant）操作，如果该用户不存在，会隐式创建。而在 MySQL 8.0 中，该命令会直接报错，必须先创建用户，再授权。

所以，上面这条 SQL 需拆分为以下两条 SQL 来执行。

create user 'u1'@'%' identified by '123456';
grant select on employees.* to 'u1'@'%';

这个查询只在一个实例中出现语法错误，所以 pt-upgrade 会将其归类为 Query errors 。

SQL 5

select * from employees.dept_emp group by dept_no;

从 MySQL 5.7 开始，SQL_MODE 的默认值发生了变化，包含了 ONLY_FULL_GROUP_BY 。

ONLY_FULL_GROUP_BY 要求，对于 GROUP BY 操作，SELECT 列表中只能出现分组列（即 GROUP BY 后面的列）和聚合函数（ SUM，AVG，MAX等），不允许出现其它非分组列。

很明显，上面这条 SQL 违背了这一要求。所以，无论是在 MySQL 5.7 还是 8.0 中，该 SQL 都会报错。

这个查询在两个实例中都出现了语法错误，所以 pt-upgrade 会将其归类为 SQL errors 。

SQL 4

create table employees.t1(id int primary key,c1 text not null default (''));

从 MySQL 8.0.13 开始，允许对 BLOB，TEXT，GEOMETRY 和 JSON 字段设置默认值。之前版本，则不允许。

SQL 1

select "a word a" REGEXP "[[:<:]]word[[:>:]]";

在 MySQL 8.0 中，正则表达式底层库由 Henry Spencer 调整为了 International Components for Unicode (ICU)。

在 Henry Spencer 库中，[[:<:]]，[[:>:]] 用来表示一个单词的开头和结尾。但在 ICU 库中，则不能，类似功能要通过 \b 来实现。所以，对于上面这个 SQL ，在 MySQL 8.0 中的写法如下。

select "a word a" REGEXP "\\bword\\b";

SQL 2

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no desc;

在 MySQL 8.0 之前，如果我们要对分组后的结果进行排序，可使用 GROUP BY col_name ASC/DESC ，没有指定排序列，默认是对分组列进行排序。

在 MySQL 8.0 中，不再支持这一语法，如果要进行排序，需显式指定排序列。所以，对于上面这个 SQL，在 MySQL 8.0 中的写法如下。

select dept_no,count(*) from employees.dept_emp group by dept_no order by dept_no desc;

五、常用参数

1）--[no]read-only

默认情况下，pt-upgrade 只会执行 SELECT 和 SET 操作。如果要执行其它操作，必须指定 --no-read-only。

2）--[no]create-upgrade-table，--upgrade-table

默认情况下，pt-upgrade 会在目标实例上创建一张 percona_schema.pt_upgrade 表（由 --upgrade-table 参数指定），每执行完一个 SQL，都会执行一次 SELECT * FROM percona_schema.pt_upgrade LIMIT 1 以清除上一个 SQL 有可能出现的 warning 。

3）--max-class-size，--max-examples

pt-upgrade 会对 SQL 进行分类，这两个参数可用来限制同一类 SQL 输出的数量。其中，--max-class-size 用来限制不重复 SQL 的数量，默认是 1000。--max-examples 用来限制 SQL 的数量，包括重复 SQL，默认是 3。

pt-upgrade 基于什么对 SQL 进行分类呢？fingerprint。

fingerprint 这个术语，我们在很多工具中都会看到，如 ProxySQL，pt-query-digest，可理解为基于某些规则，提取 SQL 的一般形式，类似于 JDBC 中的 PreparedStatement 。

譬如下面这几条 SQL，就可归为同一类 select c? from d?t? where id=?

select c1 from db1.t1 where id=1;
select c1 from db1.t1 where id=1;
select c1 from db1.t1 where id=2;
select c2 from db1.t1 where id=3;
select c3 from db1.t2 where id=4;
select c4 from db2.t3 where id=5;
select c5 from db2.t4 where id=6;

Percona Toolkit 中的提取规则如下：

将数字替换为占位符 (?) 。
删除注释。
将 IN() 和 VALUES() 中的多个值合并为一个占位符。
将多个空格合并为一个空格。
查询小写。
将多个相同的 UNION 查询合并为一个。

4）--save-results

将查询结果保存到目录中。

# pt-upgrade h=127.0.0.1,P=3307,u=pt_user,p=pt_pass --save-results tmp/pt_upgrade_result --type rawlog tmp/pt_upgrade_test.sql --no-read-only 
# pt-upgrade tmp/pt_upgrade_result/ h=127.0.0.1,P=3306,u=pt_user,p=pt_pass

六、使用 pt-upgrade 时的注意事项

在执行 pt-upgrade 之前，必须确保两个实例中的数据完全一致，且不会发生变更，否则会产生误判。

基于此，pt-upgrade 更适合在测试环境或开发环境使用，不建议在生产环境上使用。

七、MySQL 5.7 升级 MySQL 8.0 的注意事项

MySQL 5.7 升级到 MySQL 8.0，目前已知的，需要注意的点主要有以下两个：

1）不再支持 GROUP BY col_name ASC/DESC。如果要排序，需显式指定排序列。

2）MySQL 8.0 的正则表达式底层库由 Henry Spencer 调整为了 International Components for Unicode (ICU)，Spencer 库的部分语法不再支持。具体来说：

Spencer 库是以字节方式工作的，不是多字节安全的，在碰到多字节字符时有可能不会得到预期效果。而 ICU 支持完整的 Unicode 并且是多字节安全的。

mysql 5.7> select 'č' regexp '^.$';
+-------------------+
| 'č' regexp '^.$'  |
+-------------------+
|                 0 |
+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select 'č' regexp '^.$';
+-------------------+
| 'č' regexp '^.$'  |
+-------------------+
|                 1 |
+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

在 Spencer 库中，.可用来匹配任何字符，包括回车符（\r）和换行符（\n）。而在 ICU 中，. 默认不会匹配回车符和换行符。如果要匹配，需指定正则修饰符 n。

mysql 5.7> select 'new\nline' regexp 'new.line';
+-------------------------------+
| 'new\nline' regexp 'new.line' |
+-------------------------------+
|                             1 |
+-------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select 'new\nline' regexp 'new.line';
+-------------------------------+
| 'new\nline' regexp 'new.line' |
+-------------------------------+
|                             0 |
+-------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select regexp_like('new\nline','new.line','n');
+-----------------------------------------+
| regexp_like('new\nline','new.line','n') |
+-----------------------------------------+
|                                       1 |
+-----------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

Spencer 库支持通过 [[:<:]] 和 [[:>:]] 来表示一个单词的开头和结尾。类似的功能，ICU 中需通过 \b 来实现。

mysql 5.7> select 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]';
+----------------------------------------+
| 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]' |
+----------------------------------------+
|                                      1 |
+----------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select 'a word a' regexp '[[:<:]]word[[:>:]]';
ERROR 3685 (HY000): Illegal argument to a regular expression.


mysql 8.0> select 'a word a' regexp '\\bword\\b';
+--------------------------------+
| 'a word a' regexp '\\bword\\b' |
+--------------------------------+
|                              1 |
+--------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

Spencer 库支持 [.characters.]，这里的 characters 既可以是字符，又可以是字符名称，譬如字符 : 对应的字符名称是 colon 。 ICU 中不支持字符名称。

mysql 5.7> select ':' regexp '[[.:.]]';
+----------------------+
| ':' regexp '[[.:.]]' |
+----------------------+
|                    1 |
+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 5.7> select ':' regexp '[[.colon.]]';
+--------------------------+
| ':' regexp '[[.colon.]]' |
+--------------------------+
|                        1 |
+--------------------------+
1 row in set (0.01 sec)


mysql 8.0> select ':' regexp '[[.:.]]';
+----------------------+
| ':' regexp '[[.:.]]' |
+----------------------+
|                    1 |
+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select ':' regexp '[[.colon.]]';
+--------------------------+
| ':' regexp '[[.colon.]]' |
+--------------------------+
|                        0 |
+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

ICU 中如果要匹配右括号 ) ，需使用转义符。

mysql 5.7> select ')' regexp (')');
+------------------+
| ')' regexp (')') |
+------------------+
|                1 |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql 8.0> select ')' regexp (')');
ERROR 3691 (HY000): Mismatched parenthesis in regular expression.


mysql 8.0> select ')' regexp ('\\)');
+--------------------+
| ')' regexp ('\\)') |
+--------------------+
|                  1 |
+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)

八、总结

相信有了 pt-upgrade 的加持，后续我们再进行数据库升级时心里会有底很多。

MySQL 8.0 虽然引入了很多新特性，但升级时需要注意的点其实也不多。

除了上面提到的两点，后续如果发现了其它需要注意的点，也会及时更新到留言中，欢迎大家持续关注～

除了 pt-upgrade，另外一个推荐的数据库升级工具是 MySQL Shell 中的 util.checkForServerUpgrade()。

与 pt-upgrade 不一样的是，util.checkForServerUpgrade() 更多的是从实例的基础数据本身来判定实例是否满足升级条件，譬如是否使用了移除的函数、表名是否存在冲突等，一共有 21 个检查项。

>>>>

参考资料

pt-upgrade
https://www.percona.com/doc/percona-toolkit/3.0/pt-upgrade.html
Regular expression problems
https://bugs.mysql.com/bug.php?id=30241
WL#353: Better REGEXP package
https://dev.mysql.com/worklog/task/?id=353
Regular Expression Compatibility Considerations https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/regexp.html#operator_regexp
MySQL 5.7 Regular Expressions
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/regexp.html

作者丨陈臣

来源丨公众号：MySQL实战（ID：MySQLInAction）

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不可不知的 MySQL 升级利器及 5.7 升级到 8.0 的注意事项

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