一、背景

我们的业务只存近一段时间的数据，因此有大量表需要清理历史数据，目前使用的delete清理数据，存在以下问题。为避免同时支持大量delete，我们的清理任务只在低峰期串行执行，导致任务过多时需要排队，甚至失败的情况；数据清理使用delete语句，表数据量较大时，对数据库造成很大压力；即使我们删除了旧数据，已删除的数据仍占据存储空间，底层数据文件并没有立刻变小，以至于形成数据空洞。

查看MySQL官方文档时，发现了分区表，因此基于官方文档总结一下。

二、什么是分区表？

MySQL逻辑上为一个表，物理上存储在多个文件中，这是 MySQL 支持的功能（5.1 开始）, 8.0 版本只 InnoDB 和 NDB 支持分区表。

三、分区表有啥优缺点？

优点：

• 和单个磁盘或文件系统分区相比，可以存储更多的数据。
• 优化查询：
• where 子句中包含分区条件时，可以直接扫描必要的分区。
• 涉及聚合函数的查询时，可以很容易地在每个分区上并行处理，最终只需汇总得到结果。
• 对于已经过期或者不需要保存的数据，可以通过删除与这些数据有关的分区来快速删除数据。
• 跨多个磁盘来分散数据查询，以获得更大的查询吞吐量。

缺点：

• 新建、删除分区操作的时候，会获取表的MDL锁，这是一把全局锁，可能会对业务产生慢查的影响；
• 分区表在执行alter语句时，比如增加、删除分区，更容易出现MDL锁冲突，引起慢查等情况；
• InnoDB分区表不支持外键

四、分区类型

4.1 Range 分区

根据分区表键值的范围把数据存储到表的不同分区中，适用于以时间或日期作为分区类型，方便数据清理。

CREATE TABLE employees (     
  id INT NOT NULL,     
  fname VARCHAR(30),     
  lname VARCHAR(30),     
  hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01',     
  separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31',     
  job_code INT NOT NULL,     
  store_id INT NOT NULL ) 
  PARTITION BY RANGE (store_id) (     
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN (6),     
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN (11),     
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN (16),     
    PARTITION p3 VALUES LESS THAN (21) 
  ); 
-- 使用函数将日期转换 
CREATE TABLE employees_1 (     
  id INT NOT NULL,     
  fname VARCHAR(30),     
  lname VARCHAR(30),     
  hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01',     
  separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31',     
  job_code INT NOT NULL,     
  store_id INT NOT NULL ) 
  PARTITION BY RANGE (year(hired)) (     
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN (6),     
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN (11),     
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN (16),     
    PARTITION p3 VALUES LESS THAN (21) ); 
-- 使用date 或 datetime 例作为分区例时 可使用 RANGE COLUMNS 对表进行分区 
CREATE TABLE employees_2 (     
  id INT NOT NULL,     
  fname VARCHAR(30),     
  lname VARCHAR(30),     
  hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01',     
  separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31',     
  job_code INT NOT NULL,     
  store_id INT NOT NULL ) 
  PARTITION BY RANGE COLUMNS (hired) (     
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN ('1970-01-01'),     
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN ('1971-01-01'),     
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN ('1972-01-01'),     
    PARTITION p3 VALUES LESS THAN ('1973-01-01') 
  );

小提示：

1.当插入数据分区不存在时会报错：Table has no partition for value xxx;

2.Range类型分区字段必须是数值，时间类型可用函数转换为数值；

3.分区字段列值可以为null，所有为null的数据将存在最小的分区中；

4.2 List分区

按分区键取值的列表进行分区，每一行数据须找到对应的分区列表，否则数据插入失败

CREATE TABLE employees (     
    id INT NOT NULL,     
    fname VARCHAR(30),     
    lname VARCHAR(30),     
    hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01',     
    separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31',     
    job_code INT,     
    store_id INT ) 
    PARTITION BY LIST(store_id) (     
    PARTITION pNorth VALUES IN (3,5,6,9,17),     
    PARTITION pEast VALUES IN (1,2,10,11,19,20),     
    PARTITION pWest VALUES IN (4,12,13,14,18),    
    PARTITION pCentral VALUES IN (7,8,15,16)
);

小提示：

1. List分区表不存在 MAXVALUE 之类的，所以在设计时一定要全面评估，否则分区不存在时写入会报错；
2. 可以显示指定一个null分区，eg: pxx values in (null);
3. 如果没有指定null分区时，分区字段值为null会报错：Table has no partition for value NULL；

4.3 Hash分区

根据指定分区表达式的整数值以及分区数进行数据划分(mod函数)

CREATE TABLE employees_hash (     
  id INT NOT NULL,     
  fname VARCHAR(30),     
  lname VARCHAR(30),     
  hired DATE NOT NULL DEFAULT '1970-01-01',     
  separated DATE NOT NULL DEFAULT '9999-12-31',     
  job_code INT,     store_id INT ) 
  PARTITION BY HASH(store_id) PARTITIONS 4;

小提示：

1. 当分区表达式输出为null时，被当做0处理；

4.4 Key分区

按键分区类似于按哈希分区，只是哈希分区使用用户定义的表达式，用于键分区的哈希函数由 MySQL 服务器提供。NDB 集群为此使用 MD5() ; 对于使用其他存储引擎的表，服务器使用自己的内部哈希函数。

CREATE TABLE k1 (     
  id INT NOT NULL,     
  name VARCHAR(20),     
  UNIQUE KEY (id) ) 
  PARTITION BY KEY() PARTITIONS 2;

小提示：

1. 分区字段不填写时，可以不填写分区字段，优先使用主键作为分区字段，其次是唯一键；没有主键或唯一键时，分区字段必填
2. 分区字段可以是非整数或null值;
3. 当分区表达式输出为null时，被当做0处理；

4.3 子分区

子分区(subpartitioning)也称为复合分区(composite partitioning) ，是已分区表中每个分区的进一步划分

CREATE TABLE ts (
  id INT, 
  purchased DATE)     
  PARTITION BY RANGE( YEAR(purchased) )    
  SUBPARTITION BY HASH( TO_DAYS(purchased) )     
  SUBPARTITIONS 2 (         
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN (1990),         
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2000),         
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN MAXVALUE    
  );

小提示：

1. 每个分区必须具有相同数量的子分区；

五、分区管理

5.1 Range 和 List

-- 增加分区 
alter table employees_list add partition (partition pxx values in (null));  ALTER TABLE tt ADD PARTITION (PARTITION p2 VALUES IN (7, 14, 21)); 
-- 删除分区 
ALTER TABLE employees_list DROP PARTITION pxx; 
-- 将一个分区分为多个分区 
ALTER TABLE employees_3  REORGANIZE PARTITION employees_list INTO (         
  PARTITION n0 VALUES LESS THAN (1970), 
PARTITION n1 VALUES LESS THAN (1980) ); 
-- 清空分区
ALTER TABLE employees_3 TRUNCATE PARTITION pxx; 

5.2 Hash 和 Key分区

-- 缩减n个分区 
ALTER TABLE employees_hash COALESCE PARTITION 4; 
-- 增加n个分区 
ALTER TABLE employees_hash ADD PARTITION PARTITIONS 6;

小提示：

1. 使用COALESCE 减少分区数时，不能减少至0；

六、指定分区查询

-- 可以指定分区号或以分区字段作为条件 
select * from employees_hired PARTITION (p2021) 
where store_id = 551 and hired >= '2020-12-31' and hired <= '2021-01-01'

七、分区表注意事项

1. PRIMARY KEY、UNIQUE KEY 必须包含分区字段;
2. 分区表达式支持函数，但不是所有函数都支持，存储过程、存储函数、可加载函数和插件都不支持，算术运算符支持 +、- 、* 、div,不支持"/"，位运算也不支持;
3. MySQL 8.0 仅InnoDB和NDB支持分区表，其他engine不支持；
4. range 分区中，null 值会被当作最小值来处理；
5. list 分区中，null 值必须出现在枚举列表中，否则不被接受；
6. hash/key 分区中，null 值会被当作零值来处理。