MySQL 索引創建演進：從 Copy Table 到 Inplace 再到 Online DDL 深度剖析

三代索引創建方式對比

Inplace Add Index 核心流程

ALTER TABLE t1 ADD INDEX idx_t1_b(b);

1. mysql_alter_table() 判斷是否支持 Inplace（不支持場景：自增列修改、列重命名、行格式變更等）。
2. add_index() -> row_merge_create_index() 創建索引數據字典，記錄創建事務 trx_id。
3. 遍歷聚簇索引（跳過刪除標記行），構造索引項 → 文件排序 → 批量插入新索引。
4. wait_while_table_is_used() 等待所有只讀事務提交（防止老事務用無版本信息的新索引導致快照讀錯誤）。
5. final_add_index() 清理收尾。

關鍵設計點解析

• 索引字典 trx_id：標識創建事務。比它更老的活躍事務嘗試用新索引做快照讀時，直接報錯 ERROR 1412: Table definition has changed。
• 跳過刪除項：因刪除項在 Purge 線程清理前仍可被老事務讀到，但新索引無版本信息，故直接忽略，避免不一致。
• 等待只讀事務：確保無老事務會訪問新索引。

Online Add Index 核心流程（5.6.7+）

ALTER TABLE t1 ADD INDEX idx_t1_b(b);

1. 前期準備同 Inplace，但設置索引狀態為 ONLINE_INDEX_CREATION。
2. 分配 Row Log（默認 1MB/Block，由 innodb_sort_buffer_size 控制），記錄構建過程中發生的 DML（INSERT/DELETE_MARK 等）。
3. 遍歷聚簇索引、排序、插入新索引（同 Inplace）。
4. 核心差異：重放 Row Log：
   • 以 Block 為單位重放，中間 Block 無需加鎖，新 DML 繼續寫入 Tail Block。
   • 切換 Block 時短暫加鎖；最後一個 Block 全程持有 X 鎖，禁止新 DML，確保重放完畢後新索引與聚簇索引完全一致。
   • 完成後將索引狀態標記 ONLINE_INDEX_COMPLETE，新 DML 直接寫入索引，無需 Row Log。

Online DDL 關鍵技術細節

• 支持 Unique 索引：重放時維護 row_merge_dup_t 記錄衝突，若發現重複鍵則創建失敗（早期版本存在 Bug，見下）。
• Row Log 結構：屬於單個索引獨有，非 Redo Log。Block 雙向鏈表（head/tail 指針）。
• 舊事務限制增強：遍歷結束時將新索引 trx_id 更新為 Row Log 中最大事務 ID，所有更早事務均不可用新索引。
• 重複應用去重：重放時檢查記錄是否已存在於新索引（遍歷階段可能已插入），存在則跳過或轉為 UPDATE。

已知 Bug 警示（5.6 早期版本）

並發場景下，UPDATE 導致唯一鍵衝突時，Row Log 重放邏輯漏判，導致唯一索引創建成功但表中實際存在重複值。生產環境升級前請充分測試。

工具函數借鑒

• posix_fadvise(fd, offset, len, POSIX_FADV_DONTNEED)：釋放文件在 Page Cache 中的干淨頁，避免大文件操作污染緩存。
• fallocate(fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE, offset, len)：打洞釋放磁盤空間，適用於稀疏文件管理。