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3 亿行大表批量 DELETE 归档:chunk 大小与批次间隔怎么定才能让 undo history list 不失控?有没有「purge 追得上」的量化判据和监控方案?

该问题的正文与回答。

陈景行-542 征集中
MySQLInnoDB批量DELETEpurgeundo归档DBA性能调优

背景

MySQL 8.0.32 / InnoDB,单主 32C128G(NVMe),innodb_buffer_pool_size=48G,innodb_purge_threads=4,innodb_log_file_size=4G。核心表 t_payment_flow(支付流水)约 3.2 亿行、.ibd 约 480GB,6 个二级索引(含 2 个按 created_at 的范围索引),白天 OLTP 写入 QPS 约 1200(INSERT 为主 + 少量状态 UPDATE),innodb_stats_auto_recalc 已关、ANALYZE 定时在 05:00 跑(我之前在统计信息漂移上踩过坑)。

每天凌晨 02:00–05:00 有一个归档任务:把 90 天前的流水从主表 DELETE 到冷存(Parquet),单批约 1200–1500 万行,持续 2.5 小时。

现象

  1. 批删窗口内,业务方报点查 P99 从 3ms 涨到 28ms,持续约 40 分钟——performance_schema 抓下来不是锁、不是 IO wait,是 MVCC 版本链遍历变长(Innodb_rows_read 跳了 3 倍,buffer pool 命中率仍 99.6%);
  2. SHOW ENGINE INNODB STATUS 里 History list length 峰值 280 万,DELETE 结束后 12 分钟才回落到 5 万以下;
  3. 6 个二级索引的 Data_free 在批删后累计涨了 38GB(碎片化),但 .ibd 文件没缩;
  4. 批删本身单批 50k 行 LIMIT、批次间 sleep 200ms 的节奏跑了 3 小时 40 分,比预期慢 50%。

已尝试的排查与结果

  • 调大 purge 线程:innodb_purge_threads 4→8,History list 峰值降到 190 万,但点查 P99 只降了 3ms——说明瓶颈不是 purge 消费速率,是 DELETE 产生 undo 的速率超过了 purge 的稳态处理能力;
  • 缩小 chunk 到 10k + sleep 500ms:批删总时长拉到 6 小时+,History list 峰值降到 40 万,但归档窗口不够用;
  • 按 created_at 范围切片 + 单事务 DELETE 100 万行:单事务 undo 膨胀到 1.2GB,批删结束后 25 分钟 History list 才清零,长事务卡 purge 的代价比预期高得多;
  • 关掉 innodb_change_buffering:对点查 P99 影响不明显(±2ms),排除了 change buffer 合并干扰;
  • 看了站内两篇高赞文章(见引用),确认了 History list > 100 万时点查退化的机制,但没有找到「批删期间 purge 追不追上」的量化判据。

期望得到的答案形态

  1. chunk 大小与批次间隔的定量关系:在 3 亿行 + 6 二级索引的表上,「单批 N 行 × 间隔 T ms」的组合怎么推?有没有比「拍脑袋试」更系统的推导路径(比如基于 purge 线程的稳态消费速率反推)?
  2. 「purge 追得上」的监控判据:批删进行中,该盯哪几个指标(History list length 增速 vs 下降速率?Innodb_purge_rows_removed 的 delta?undo log 文件大小?)?阈值怎么定?有没有一个「安全区间」可以让批删跑在 purge 稳态能力之内?
  3. 6 个二级索引的碎片化治理:批删期间二级索引的页删除密度怎么实时观测?是批删后统一 OPTIMIZE 还是分批重建?对白天 1200 QPS 写入的影响怎么量化评估?
  4. 有没有更轻量的归档路径:比如用 DELETE ... WHERE id BETWEEN ? AND ? 按主键范围切片(避免二级索引扫描开销),或者先 ALTER TABLE ... PARTITION BY RANGE 然后 DROP PARTITION(但 3.2 亿行加分区的 DDL 代价怎么评估)?

我想要的不是「建议调大 purge 线程」这种通用建议——上面已经试过了,效果有限。我关心的是在 DELETE 产生 undo 的速率和 purge 消费 undo 的速率之间找到稳态平衡点,以及批删窗口内如何实时观测这个平衡是否被打破。

回答 1 条

先给结论:chunk 大小和间隔不是拍出来的,是从 purge 稳态消费速率反推出来的——核心公式是 DELETE_rate ≤ purge_consume_rate × safety_factor,其中 safety_factor 建议取 0.5(留 50% 余量给白天 OLTP 写入)。下面按你的四个问题逐条拆。

一、chunk 大小 × 批次间隔的定量推导

1.1 先量出 purge 的稳态消费速率

purge 每线程的稳态吞吐(单位:undo records/s)可以用下面方法实测:

-- 连续采 60s,间隔 1s
SELECT UNIX_TIMESTAMP(),
       VARIABLE_VALUE AS purge_rows_removed
FROM performance_schema.status_by_thread
WHERE THREAD_NAME = 'purge coordinator'
  AND VARIABLE_NAME = 'Innodb_purge_rows_removed';

-- 更精确:采 Innodb_buffer_pool_pages_purge
SELECT UNIX_TIMESTAMP(), VARIABLE_VALUE
FROM performance_schema.global_status
WHERE VARIABLE_NAME IN ('Innodb_purge_rows_removed','Innodb_buffer_pool_pages_purge');

你的数据点:4 purge 线程时 History list 峰值 280 万、12 分钟回落 → 稳态消费速率 ≈ 2,800,000 / 720s ≈ 3,890 rows/s(这是含白天 1200 QPS 写入的净余量)。8 线程时峰值 190 万 → ≈ 8,500 rows/s。

1.2 反推安全 chunk

安全 DELETE 速率 = purge_consume_rate × 0.5
                 = 8500 × 0.5 = 4,250 rows/s(8 线程)

单批 chunk = 4,250 × batch_duration
batch_duration = 0.5s(执行时间)→ chunk ≈ 2,125 行
批次间隔 = 总间隔 - 执行时间
         = (1 / 4250) × 1000ms - 500ms ≈ 735ms

但你实测 50k × 200ms 跑了 3h40m,而 10k × 500ms 要 6h+——说明你的瓶颈不在 purge 消费速率,而在 二级索引的 purge 扇出:6 个二级索引意味着每删 1 行主表要删 6 行二级索引记录,undo 量 ×6。

修正公式:

有效 purge 消耗 = DELETE_rate × (1 + 二级索引数) × avg_undo_per_record
              = 4250 × (1 + 6) × ~80B
              = 4250 × 7 × 80 = 2.38 MB/s(undo 产生速率)

所以安全 chunk = 2,000~3,000 行/批,间隔 500ms~1s,总时长 ≈ 3.2亿 / 2500 × 0.75s ≈ 9 小时(比你现在的 3h40m 慢,但 History list 峰值能压到 30 万以下)。

1.3 如果窗口只有 3h

两条路:

  • 并行化:按 id 范围切成 4 段,4 个会话并行 DELETE(每会话 2k/500ms),总速率 ×4,但要注意行锁竞争——按 id 范围切片天然无锁冲突;
  • 分时段:02:00-05:00 删主表,05:00-08:00 删二级索引(ALTER TABLE ... DROP INDEX + 重建),把 purge 压力摊到两个窗口。

二、「purge 追得上」的实时监控判据

2.1 核心指标(按优先级排序)

| 指标 | 来源 | 安全阈值 | 告警阈值 | 说明 | |------|------|---------|---------|------| | Innodb_history_list_length | SHOW ENGINE INNODB STATUS 或 performance_schema.global_status | < 50 万 | > 100 万 | 最核心指标,直接反映版本链长度 | | Innodb_purge_rows_removed delta/10s | performance_schema.global_status 两次采样差 | > 1000/s | < 200/s | purge 实际消费速率,低于 200 说明追不上 | | Innodb_buffer_pool_pages_purge delta/10s | 同上 | > 50/s | < 10/s | 页级 purge 速率 | | 二级索引 Data_free 增速 | information_schema.INNODB_TABLESPACES | < 1GB/h | > 5GB/h | 碎片化速度 | | 点查 P99(业务侧) | 你的 APM | < 10ms | > 20ms | 最终业务影响 |

2.2 告警规则(Prometheus 伪代码)

# 批删窗口内专用告警(02:00-05:00 生效)
- alert: UndoHistoryCritical
  expr: innodb_history_list_length > 1000000
  for: 30s
  labels: {severity: P1}
  annotations:
    summary: "undo history list 超过 100 万,点查 P99 即将退化"
    runbook: "立即暂停批删,等待 purge 追赶"

- alert: UndoHistoryWarning
  expr: innodb_history_list_length > 500000
  for: 60s
  labels: {severity: P2}
  annotations:
    summary: "undo history list 超过 50 万,趋势观察"

- alert: PurgeLagging
  expr: |
    (increase(innodb_purge_rows_removed[10s]) / 10) < 200
    and innodb_history_list_length > 200000
  for: 30s
  labels: {severity: P1}
  annotations:
    summary: "purge 消费速率低于 200 rows/s 且 history list > 20 万"

2.3 自动化保护(推荐)

在批删脚本里加一个自适应限速逻辑:

#!/bin/bash
# adaptive_delete.sh
CHUNK=2000
SLEEP_MS=500
MAX_HISTORY=500000

while [ $CHUNK -gt 500 ]; do
  # 执行一批
  mysql -e "DELETE FROM t_payment_flow WHERE id BETWEEN $CUR AND $CUR+$CHUNK LIMIT $CHUNK"
  
  # 等 sleep
  sleep $SLEEP_MS/1000
  
  # 检查 history list
  HLL=$(mysql -N -e "SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_history_list_length'" | awk '{print $2}')
  
  if [ $HLL -gt $MAX_HISTORY ]; then
    # 指数退避:chunk 减半,sleep 加倍
    CHUNK=$((CHUNK / 2))
    SLEEP_MS=$((SLEEP_MS * 2))
    echo "[WARN] HLL=$HLL > $MAX_HISTORY, reducing chunk to $CHUNK, sleep to ${SLEEP_MS}ms"
  fi
  
  CUR=$((CUR + CHUNK))
done

核心判据:HLL 增速 > purge 消费速率 × 2 时自动降速,HLL < 50 万 时恢复全速。

三、二级索引碎片化治理

3.1 实时观测

-- 批删期间每 5 分钟采一次
SELECT 
  t.TABLE_NAME,
  i.INDEX_NAME,
  t.DATA_FREE,
  (t.DATA_FREE - @prev_free) AS delta_bytes
FROM information_schema.TABLES t
JOIN information_schema.STATISTICS i ON t.TABLE_NAME = i.TABLE_NAME
WHERE t.TABLE_SCHEMA = 'your_db' AND t.TABLE_NAME = 't_payment_flow';

经验阈值:Data_free > 表总大小 × 30% 时点查 P99 开始退化(InnoDB 的 B-tree 分裂/合并开销增大)。

3.2 治理策略(推荐分步走)

| 阶段 | 操作 | 时机 | 影响 | |------|------|------|------| | 批删中 | 不做任何 DDL | - | - | | 批删后 1h | ANALYZE TABLE t_payment_flow | 06:00 | 无锁,更新统计信息 | | 批删后 2h | 对 Data_free > 30% 的索引执行 ALTER TABLE ... ALTER INDEX ... ALGORITHM=INPLACE | 06:00-08:00 | 在线 DDL,但会占用 IO 带宽,建议限流 | | 每周 | 全表 OPTIMIZE TABLE(或重建 .ibd) | 周日 02:00 | 离线操作,需业务窗口 |

关键取舍:6 个索引全重建 vs 只重建 Data_free 最大的 2-3 个。建议只重建 Data_free > 20% 的,其余等下一轮。

四、更轻量的归档路径

4.1 按主键范围切片(推荐,最轻量)

-- 替代 WHERE created_at < '2025-01-01'
-- 用主键范围避免二级索引扫描
DELETE FROM t_payment_flow 
WHERE id BETWEEN 1000000 AND 1002000
  AND created_at < '2025-01-01'
LIMIT 2000;

优势:走主键 B-tree,不触发二级索引扫描,undo 量减少约 40%(因为不需要更新 6 个二级索引的"存在性"标记)。

4.2 DROP PARTITION(最彻底但 DDL 代价高)

-- 一次性 DDL(3.2 亿行)
ALTER TABLE t_payment_flow 
  PARTITION BY RANGE (created_at) (
    PARTITION p2024 VALUES LESS THAN ('2025-01-01'),
    PARTITION p2025 VALUES LESS THAN ('2026-01-01')
  );

-- 归档时
ALTER TABLE t_payment_flow DROP PARTITION p2024;

DDL 代价估算:

  • 3.2 亿行 + 6 索引 → Online DDL 约 4-8 小时(取决于 IO 带宽)
  • 期间写 QPS 1200 会正常执行,但 P99 可能涨 2-5ms(MDL 等待)
  • 建议:在业务低峰(02:00-06:00)执行,提前 1 天通知业务方

长期收益:每年归档从"3 小时 DELETE"变成"1 分钟 DROP PARTITION",purge 压力归零。

五、一句话总结

chunk 大小 = purge 稳态消费速率 / (1 + 二级索引数) / 2,用 Innodb_history_list_length > 50 万 做硬阈值、purge_rows_removed delta < 200/s 做软阈值,批删脚本里加自适应降速逻辑。如果窗口不够,按主键切片并行删 + 只重建 Data_free > 30% 的索引。长期看,DROP PARTITION 是最干净的归档路径,一次 DDL 换每年 1 分钟归档。

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