本文是 MySQL 內 version upgrade migration playbook、走 Migration playbook methodology Type E paradigm shift 結構。

5.7 → 8.0 看起來是 minor bump（從 5.7.40 升到 8.0.36）、但不是。Oracle 把這個 release boundary 當成 清庫存的機會 — 同時推出 3 個 behavioral paradigm shift：

Paradigm5.7 default8.0 default影響
Character setlatin1 / utf8（=utf8mb3）utf8mb4string column 儲存 + emoji / 4-byte UTF-8
Authentication pluginmysql_native_passwordcaching_sha2_passwordclient / library 需要支援新 plugin
DDL atomicityNon-atomic（crash 留 orphan）Atomic（crash recovery 乾淨）開發信心、crash recovery 行為

對應 任意一個 paradigm 升級失誤、production 都會 down。三條同時換、必須 三條都規劃。

這條 upgrade 比 PostgreSQL major-version-upgrade 工作量大 — PG major upgrade 主要是 pg_upgrade 工具流程、MySQL 是 behavioral compatibility audit + ecosystem 全 review。

為什麼是 Type E（不是 minor upgrade）

跑 6 維 diff dimension audit：

維度評說明
SchemaMediumSQL 一致、reserved keyword 新增、collation 預設變
OperationalMedium-Highbinary upgrade flow 簡單、但 ecosystem 工具兼容性 audit 工作量大
ParadigmHigh3 條 default paradigm shift（charset / auth / atomic DDL）
ComponentsLow同 MySQL 引擎、不引新 component
App changeMedium-Highclient library / driver / connection string 都可能要改
TopologyLow部署 topology 不變

Paradigm = High + App change = Medium-High → Type E paradigm shift。

雖然是 同一個 vendor 的 major version、實際的 application 行為差異 跨越多個 paradigm、6 type 框架仍適用、結構走 partial migration 收斂。

4-phase upgrade

Phase 1：Pre-check audit

8.0 升級前用 MySQL Shell upgrade checker + 手動 audit：

1mysqlsh root@5.7-primary.example.com -- util check-for-server-upgrade

Upgrade checker 報告：

  • Reserved keyword 衝突（5.7 不是 keyword 但 8.0 是、例如 WINDOW / RANK / LATERAL）
  • 舊 character set / collation 使用點（latin1 / utf8mb3）
  • Deprecated feature 使用（GROUP BY 隱含 ORDER BY 等）
  • Datatype 變動（DATETIME 行為微差）

手動 audit：

  • Application driver / library 版本是否支援 caching_sha2_password
  • Connection string 內 default-authentication-plugin 設定
  • ORM / framework 是否假設 utf8 而非 utf8mb4

完成標準：寫出 blocker list（必須在升級前修） + warning list（可在升級後處理）。

Phase 2：Shadow upgrade — Replica 升 8.0

從 non-critical replica 升起。先升一個 replica、跑 production traffic（read-only）2-4 週：

 1# 1. Stop replica
 2systemctl stop mysql
 3
 4# 2. Backup（XtraBackup）
 5xtrabackup --backup --target-dir=/backup/pre-upgrade
 6
 7# 3. Install MySQL 8.0 binary（apt / yum 升級）
 8apt-get install mysql-server-8.0
 9
10# 4. 啟動 8.0、自動 upgrade data dictionary
11systemctl start mysql
12
13# 5. 8.0 自動跑 server-upgrade（8.0.16+ 內建、mysql_upgrade utility 已 deprecated）
14# 若 5.7 升 8.0.16 之前 server、才需要手動跑 mysql_upgrade -u root -p
15
16# 6. 重新 attach 為 5.7 primary 的 replica（8.0 replica 可 attach 5.7 primary）
17CHANGE MASTER TO MASTER_AUTO_POSITION=1;
18START SLAVE;

跑 production read traffic 觀察：

  • Query result 是否跟 5.7 一致（特別 character set 相關）
  • Replication lag 是否在 baseline 範圍
  • 8.0-specific feature 是否需要（hash join / window function 等）

Phase 3：Promote 8.0 為 primary

確認 shadow replica 穩定後：

 1# 1. 升其他 replica 到 8.0
 2# （per-replica 跑 Phase 2 流程）
 3
 4# 2. Application application 改用 8.0-compatible driver
 5# 把 connection string 加 default-authentication-plugin=caching_sha2_password
 6# 或仍用 mysql_native_password（user 端設定）
 7
 8# 3. Failover：promote 8.0 replica 為 primary
 9# 用 Orchestrator / 自管 failover 流程
10
11# 4. 5.7 primary 變成 8.0 replica、升 5.7 → 8.0

完成標準：所有 server 都是 8.0、application 連 8.0 endpoint 無 error。

Phase 4：Decommission 5.7 + 套用 8.0 paradigm

完成 binary upgrade 不是真正完成 — 還要逐步遷移 paradigm：

  • Character set 升級：歷史 latin1 / utf8 table 改 utf8mb4

    1ALTER TABLE orders CONVERT TO CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci;

    每張 table 走 gh-ost / pt-osc（避免 production 阻塞）

  • Authentication 升級：逐步把 user 從 mysql_native_password 改 caching_sha2_password

    1ALTER USER 'app'@'%' IDENTIFIED WITH caching_sha2_password BY 'new_password';

    需確認 application driver 已支援新 plugin（多數 modern driver OK、legacy 可能要升級）

  • Reserved keyword 處理：column / table 名稱跟新 reserved word 衝突的、改名

    1ALTER TABLE events RENAME COLUMN window TO event_window;

多數 org 在 Phase 3 停留更久 — paradigm 升級不是一次 big bang、是漸進。

5 個 Production 踩雷

1. Authentication plugin — Application 突然連不上

升 8.0 後 new user 預設用 caching_sha2_password、舊 application driver（< 5 年版本）不支援、connect error: Authentication plugin 'caching_sha2_password' cannot be loaded。

修法：

  • 先升 driver：每個 application 升級 mysql-connector-* 到支援 caching_sha2 的版本（多數 modern release 已支援）
  • 短期 workaround：用 mysql_native_password（new user 顯式 create with IDENTIFIED WITH mysql_native_password）
  • 設 default_authentication_plugin=mysql_native_password、強制保留舊 default

2. Character set 4-byte UTF-8 — Emoji 進不去

5.7 latin1 / utf8（=utf8mb3）column 升 8.0 後 仍是 utf8mb3、不會自動升 utf8mb4。Application 寫入 emoji（4-byte UTF-8）會被 truncate / 拒絕。

修法：

  • 逐 table CONVERT：gh-ost / pt-osc 跑 ALTER TABLE ... CONVERT TO CHARACTER SET utf8mb4
  • 新建 table 預設用 utf8mb4（character_set_server=utf8mb4 設定）
  • Application 連線 charset 設定一致（character_set_client / connection / results）

3. Reserved keyword — Application query 突然 syntax error

5.7 跑得好的 query：

1SELECT window, rank FROM events;

8.0 報錯：window 跟 rank 都是 reserved keyword、必須 backtick：

1SELECT `window`, `rank` FROM events;

修法：

  • Phase 1 upgrade checker 已抓出來、Application code review 改 SQL
  • 推薦 predefer table / column 名 backtick policy（一律加 backtick、避免未來 reserved word 衝突）
  • ORM 多數會自動 backtick、raw SQL 容易踩

4. Group Replication / 新 feature 開了就不能 rollback

8.0 升級後 誘惑使用 8.0-only feature：

  • Group Replication（5.7 也有但 8.0 更穩）
  • Resource Group（5.7 沒有）
  • Histograms（5.7 沒有）
  • CTE / window function（5.7 沒有）

一旦 application 用了這些 feature、不能 rollback 5.7（feature 不存在、query 失敗）。

修法：

  • Phase 1-3 期間禁用 8.0-only feature、保留 rollback option
  • Phase 4 完成 且穩定運作 30+ 天後、才開始 evaluate 8.0-only feature
  • 加 8.0-only feature 時 明確記錄不可 rollback

5. Collation default 變動 — Sort order 跟 unique 行為改變

5.7 utf8mb4 預設 collation = utf8mb4_general_ci、8.0 預設 = utf8mb4_0900_ai_ci。兩者排序行為不一致：

  • utf8mb4_general_ci：簡化 collation、不嚴格遵循 Unicode
  • utf8mb4_0900_ai_ci：Unicode 9.0 compliance、accent-insensitive

對 已存在的 table、collation 不會被 8.0 升級改變（保留 5.7 設定）。但 新建 table 預設用 0900_ai_ci、UNION / JOIN 跨不同 collation 的 column 可能 error: Illegal mix of collations。

修法：

  • 統一 collation：要麼 所有 table 改 0900_ai_ci、要麼 所有 table 保留 general_ci
  • Schema migration 走 OSC 工具
  • Application 內 sort-dependent logic（leaderboard / search ranking）要驗證新 collation 結果

Capability gap：5.7 有但 8.0 沒有

少數 8.0 拿走 的能力：

  • Query Cache：5.7 內建（但已 deprecated）、8.0 完全移除。Query cache 在高並發場景 actually slowing down、移除是好事
  • InnoDB MEMORY engine：5.7 部分支援、8.0 限制更多
  • Some MyISAM optimizations：8.0 強制 InnoDB-first、MyISAM-specific 工作流 broken

對 Query Cache user：升 8.0 前評估是否依賴、考慮改 application-side cache（Redis）。

容量與成本對照

項目5.78.0
CostFree (CE) / EnterpriseFree (CE) / Enterprise
升級 hosts × 時間-per-instance ~30 分鐘 binary upgrade
Application 改動-driver upgrade + SQL review
Character set conversion-per-table OSC、大表小時級
Ops headcount-1-2 個 DBA × 2-4 週
對 production 影響-Phase 2-3 漸進升級、無大 downtime

5.7 → 8.0 upgrade 整體成本是 1-2 個 FTE 月 規模。對中型 deployment（100+ DB）可能更多。

何時不升

  • App 用 Query Cache 重度：8.0 沒了、要 application 改造
  • Old driver 不能升：legacy enterprise application 用 10 年前 driver、driver vendor 已倒、無法升 8.0-compatible
  • Compliance freeze：某些金融 / 醫療場景 freeze technology 多年、升級需要重 audit + recertification
  • 5.7 已 EOL（2023-10）後仍堅持不升：security risk 高、應該 優先升

跟 PostgreSQL Major Version Upgrade 對比

維度MySQL 5.7 → 8.0PostgreSQL N → N+1
Toolbinary upgrade + 自動 server-upgrade（8.0.16+；舊版用 mysql_upgrade）pg_upgrade（in-place）
Downtime< 5 分鐘 per instance（binary + DD upgrade）< 1 分鐘 per instance（pg_upgrade）
Paradigm shift3 條（charset / auth / atomic DDL）一般 0-1 條（PG major 多保 compat）
App 必須改多（driver + query）少（多數 query 兼容）
Risk高（paradigm 多）中-低
Rollback不可（一旦 atomic DDL data 寫入、5.7 不認）不可（pg_upgrade 不可逆）

PG major upgrade 比 MySQL 簡單。MySQL 5.7 → 8.0 是 特例 — Oracle 把多年 deprecated 一次清。8.0 → 8.4 / 9.x 預期更平順。

跟其他模組整合

跟 Replication topology

8.0 replica 可 attach 5.7 primary（向下兼容）、但 5.7 replica 不能 attach 8.0 primary（向上不兼容）。Upgrade 順序必須 replica 先升、primary 後升。詳見 Replication Topology。

跟 InnoDB Tuning

8.0 InnoDB 改寫了 redo log（atomic、可動態調整）、innodb_log_file_size 升級後可以 online 改、不必停機。詳見 InnoDB Tuning。

跟 Modern SQL Features

8.0 補 CTE / window / JSON_TABLE / hash join — 是 為什麼要升 8.0 的 driver。詳見 Modern SQL Features。

跟 Group Replication

GR 在 5.7 有、但 8.0 才成熟。Group Replication 的 MySQL Shell + Router 整套 stack 主要在 8.0 才完整。詳見 Group Replication。

跟 Aurora / PlanetScale 等 managed

從 5.7 升 8.0 是個好時機 同時評估 是否要遷 Aurora / PlanetScale — 既然要做 paradigm shift、不如一次到位。詳見 migrate-to-aurora / migrate-to-planetscale。

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