# 高速 DDL を使用して Amazon Aurora のテーブルを変更する
<a name="AuroraMySQL.Managing.FastDDL"></a>

Amazon Aurora には、ほぼ瞬時に所定の位置で `ALTER TABLE` オペレーションを実行するための最適化が含まれています。このオペレーションを実行するために、テーブルをコピーする必要はありません。また、他の DML ステートメントに実質的な影響を及ぼすことなく実行できます。このオペレーションは、テーブルのコピーにテンポラリストレージを使用しないため、スモールインスタンスクラスの大きなテーブルに対しても、DDL ステートメントを使用できます。

Aurora MySQL バージョン 3 は、インスタント DDL と呼ばれる MySQL 8.0 の特徴と互換性があります。Aurora MySQL バージョン 2 では、高速 DDL と呼ばれる異なる実装が使用されています。

**Topics**
+ [インスタント DDL (Aurora MySQL バージョン 3)](#AuroraMySQL.mysql80-instant-ddl)
+ [高速 DDL (Aurora MySQL バージョン 2)](#AuroraMySQL.Managing.FastDDL-v2)

## インスタント DDL (Aurora MySQL バージョン 3)
<a name="AuroraMySQL.mysql80-instant-ddl"></a><a name="instant_ddl"></a>

 DDL オペレーションの効率性を向上するため Aurora MySQL バージョン 3 によって実行される最適化を、インスタント DDL と呼びます。

 Aurora MySQL バージョン 3 はコミュニティ MySQL 8.0 のインスタント DDL と互換性があります。インスタント DDL オペレーションを実行するには、`ALTER TABLE` ステートメントで `ALGORITHM=INSTANT` 句を使用します。インスタント DDL の構文と使用方法の詳細については、MySQL ドキュメントの「[ALTER TABLE](https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/alter-table.html)」ならびに「[Online DDL Operations](https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-online-ddl-operations.html)」(オンライン DDL オペレーション) を参照してください。

 以下の例は、インスタンス DDL の特徴を説明しています。`ALTER TABLE` ステートメントは、列の追加、および列でのデフォルト値の変更を行います。例には、スタンダードカラムと仮想カラムの両方、およびスタンダードテーブルとパーティションテーブルの両方が含まれます。各ステップで、`SHOW CREATE TABLE` と `DESCRIBE` ステートメントを発行すると結果が確認できます。

```
mysql> CREATE TABLE t1 (a INT, b INT, KEY(b)) PARTITION BY KEY(b) PARTITIONS 6;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> ALTER TABLE t1 RENAME TO t2, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 ALTER COLUMN b SET DEFAULT 100, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 ALTER COLUMN b DROP DEFAULT, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 ADD COLUMN c ENUM('a', 'b', 'c'), ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 MODIFY COLUMN c ENUM('a', 'b', 'c', 'd', 'e'), ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 ADD COLUMN (d INT GENERATED ALWAYS AS (a + 1) VIRTUAL), ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> ALTER TABLE t2 ALTER COLUMN a SET DEFAULT 20,
    ->   ALTER COLUMN b SET DEFAULT 200, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> CREATE TABLE t3 (a INT, b INT) PARTITION BY LIST(a)(
    ->   PARTITION mypart1 VALUES IN (1,3,5),
    ->   PARTITION MyPart2 VALUES IN (2,4,6)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

mysql> ALTER TABLE t3 ALTER COLUMN a SET DEFAULT 20, ALTER COLUMN b SET DEFAULT 200, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> CREATE TABLE t4 (a INT, b INT) PARTITION BY RANGE(a)
    ->   (PARTITION p0 VALUES LESS THAN(100), PARTITION p1 VALUES LESS THAN(1000),
    ->   PARTITION p2 VALUES LESS THAN MAXVALUE);
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)

mysql> ALTER TABLE t4 ALTER COLUMN a SET DEFAULT 20,
    ->   ALTER COLUMN b SET DEFAULT 200, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

/* Sub-partitioning example */
mysql> CREATE TABLE ts (id INT, purchased DATE, a INT, b INT)
    ->   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
    ->    );
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)

mysql> ALTER TABLE ts ALTER COLUMN a SET DEFAULT 20,
    ->   ALTER COLUMN b SET DEFAULT 200, ALGORITHM = INSTANT;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
```

## 高速 DDL (Aurora MySQL バージョン 2)
<a name="AuroraMySQL.Managing.FastDDL-v2"></a>

 <a name="fast_ddl"></a>

Aurora MySQL の高速 DDL は、ダウンタイムとリソース使用量を削減することで、特定のスキーマ変更 (列の追加や削除など) のパフォーマンスを向上させるように設計された最適化です。これにより、従来の DDL メソッドと比較して、これらのオペレーションをより効率的に完了できます。

**重要**  
現在、高速 DDL を使用するには、Aurora ラボモードを有効にする必要があります。ラボモードを有効にする方法については、「[Amazon Aurora MySQL ラボモード](AuroraMySQL.Updates.LabMode.md)」を参照してください。  
高速 DDL の最適化は、特定の DDL オペレーションの効率を向上させるために、当初 Aurora MySQL バージョン 2 のラボモードで導入されました。Aurora MySQL バージョン 3 では、ラボモードが廃止され、高速 DDL が MySQL 8.0 のインスタント DDL 機能に置き換えられました。

MySQL において、何度もデータ操作言語 (DDL) オペレーションを行うと、パフォーマンスに大きな影響が出ることがあります。

例えば、`ALTER TABLE` オペレーションを使用して列をテーブルに追加するとします。オペレーションに指定するアルゴリズムによっては、このオペレーションに以下の操作が伴う場合があります。
+ テーブル全体のコピーの作成
+ 同時データ操作言語 (DML) オペレーションを処理するためのテンポラリテーブルの作成
+ テーブルのすべてのインデックスの再構築
+ 同時 DML 変更の適用時におけるテーブルロックの適用
+ 同時 DML スループットの低下

このパフォーマンスへの影響は、大きなテーブルやトランザクション量が多い環境では特に問題となる場合があります。高速 DDL は、問題を軽減するために、スキーマの変更を最適化してオペレーションを迅速化し、リソース使用量を減らします。

### 高速 DDL の制限事項
<a name="AuroraMySQL.FastDDL.Limitations"></a>

現在、高速 DDL には以下の制限があります。
+ 高速 DDL は、NULL を許容する列 (デフォルト値を持たない) を、既存テーブルの末尾に追加する場合にのみ使用できます。
+ 高速DDLは、パーティション化されたテーブルでは機能しません。
+ 高速 DDL は、REDUNDANT 行形式を使用する InnoDB テーブルをサポートしていません。
+  Fast DDL は、フルテキスト検索インデックスを持つテーブルでは機能しません。
+ DDL オペレーションの最大可能レコードサイズが大きすぎる場合、高速 DDL は使用されません。ページサイズの半分を超えるレコードサイズは大きすぎます。レコードの最大サイズは、すべての列の最大サイズを追加して計算されます。サイズを変更可能な列の場合は、InnoDB スタンダードに基づき、extern byte は計算に含まれません。

### 高速 DDL の構文
<a name="AuroraMySQL.FastDDL.Syntax"></a>

```
ALTER TABLE tbl_name ADD COLUMN col_name column_definition
```

このステートメントには、以下のオプションがあります。
+ **`tbl_name` — **変更するテーブルの名前。
+ **`col_name` — **追加する列の名前。
+ **`col_definition` — **追加する列の定義。
**注記**  
NULL を許容する列の定義は、デフォルト値を使用せずに指定する必要があります。そうでない場合、高速 DDL は使用されません。

### 高速 DDL の例
<a name="AuroraMySQL.FastDDL.Examples"></a>

 次の例は、高速 DDL オペレーションによる高速化を示しています。最初の SQL の例では、高速 DDL を使用せずに、大きなテーブルに対して `ALTER TABLE` ステートメントを実行しています。この操作にはかなりの時間がかかります。CLI の例は、クラスターで高速 DDL を有効化する方法を示しています。次に、別の SQL の例では、同じテーブルで同じ `ALTER TABLE` ステートメントを実行します。高速 DDL を有効にすると、オペレーションが非常に高速になります。

 この例では、1 億 5000 万行を含む、TPC-H ベンチマークの `ORDERS` テーブルを使用しています。このクラスターでは、比較的小さなインスタンスクラスを意図的に使用して、高速 DDL を使用できない場合の `ALTER TABLE` ステートメントの所要時間を示しています。この例では、同じデータを含む元のテーブルのクローンを作成します。`aurora_lab_mode` 設定を確認すると、ラボモードが有効になっていないため、クラスターで高速 DDL を使用できないことが分かります。その場合、`ALTER TABLE ADD COLUMN` ステートメントでテーブルの最後に新しい列を追加するには、かなりの時間がかかります。

```
mysql> create table orders_regular_ddl like orders;
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

mysql> insert into orders_regular_ddl select * from orders;
Query OK, 150000000 rows affected (1 hour 1 min 25.46 sec)

mysql> select @@aurora_lab_mode;
+-------------------+
| @@aurora_lab_mode |
+-------------------+
|                 0 |
+-------------------+

mysql> ALTER TABLE orders_regular_ddl ADD COLUMN o_refunded boolean;
Query OK, 0 rows affected (40 min 31.41 sec)

mysql> ALTER TABLE orders_regular_ddl ADD COLUMN o_coverletter varchar(512);
Query OK, 0 rows affected (40 min 44.45 sec)
```

 この例では、前の例と同様に大きなテーブルを準備します。ただし、Interactive SQL セッション内で単にラボモードを有効にすることはできません。この設定は、カスタムパラメータグループで有効にする必要があります。そのためには、`mysql` セッションを終了して AWS CLI コマンドをいくつか実行するか、AWS マネジメントコンソール を使用する必要があります。

```
mysql> create table orders_fast_ddl like orders;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> insert into orders_fast_ddl select * from orders;
Query OK, 150000000 rows affected (58 min 3.25 sec)

mysql> set aurora_lab_mode=1;
ERROR 1238 (HY000): Variable 'aurora_lab_mode' is a read only variable
```

 クラスターのラボモードを有効にするには、パラメータグループをいくつか使用する必要があります。この AWS CLI の例では、クラスターのパラメータグループを使用して、クラスター内のすべての DB インスタンスのラボモード設定で同じ値を使用するようにします。

```
$ aws rds create-db-cluster-parameter-group \
  --db-parameter-group-family aurora5.7 \
    --db-cluster-parameter-group-name lab-mode-enabled-57 --description 'TBD'
$ aws rds describe-db-cluster-parameters \
  --db-cluster-parameter-group-name lab-mode-enabled-57 \
    --query '*[*].[ParameterName,ParameterValue]' \
      --output text | grep aurora_lab_mode
aurora_lab_mode 0
$ aws rds modify-db-cluster-parameter-group \
  --db-cluster-parameter-group-name lab-mode-enabled-57 \
    --parameters ParameterName=aurora_lab_mode,ParameterValue=1,ApplyMethod=pending-reboot
{
    "DBClusterParameterGroupName": "lab-mode-enabled-57"
}

# Assign the custom parameter group to the cluster that's going to use Fast DDL.
$ aws rds modify-db-cluster --db-cluster-identifier tpch100g \
  --db-cluster-parameter-group-name lab-mode-enabled-57
{
  "DBClusterIdentifier": "tpch100g",
  "DBClusterParameterGroup": "lab-mode-enabled-57",
  "Engine": "aurora-mysql",
  "EngineVersion": "5.7.mysql_aurora.2.10.2",
  "Status": "available"
}

# Reboot the primary instance for the cluster tpch100g:
$ aws rds reboot-db-instance --db-instance-identifier instance-2020-12-22-5208
{
  "DBInstanceIdentifier": "instance-2020-12-22-5208",
  "DBInstanceStatus": "rebooting"
}

$ aws rds describe-db-clusters --db-cluster-identifier tpch100g \
  --query '*[].[DBClusterParameterGroup]' --output text
lab-mode-enabled-57

$ aws rds describe-db-cluster-parameters \
  --db-cluster-parameter-group-name lab-mode-enabled-57 \
    --query '*[*].{ParameterName:ParameterName,ParameterValue:ParameterValue}' \
      --output text | grep aurora_lab_mode
aurora_lab_mode 1
```

 次の例では、パラメータグループの変更が有効になった後のステップを示します。クラスターで高速 DDL を使用できることを確認するため、`aurora_lab_mode` 設定をテストします。次に、`ALTER TABLE` ステートメントを実行して、別の大きなテーブルの末尾に列を追加します。ここでは、ステートメントは非常に高速で終了します。

```
mysql> select @@aurora_lab_mode;
+-------------------+
| @@aurora_lab_mode |
+-------------------+
|                 1 |
+-------------------+

mysql> ALTER TABLE orders_fast_ddl ADD COLUMN o_refunded boolean;
Query OK, 0 rows affected (1.51 sec)

mysql> ALTER TABLE orders_fast_ddl ADD COLUMN o_coverletter varchar(512);
Query OK, 0 rows affected (0.40 sec)
```