MySQL · 特性分析 · 跟踪Metadata lock · 数据库内核月报

## 背景 MySQL 从5.5.3版本，对Metadata lock进行了调整，主要是MDL锁持有的周期从语句变成了事务，其原因主要是解决两个问题：问题1: 破坏事务隔离级别在repeatable read的隔离级别下，多次的select语句执行过程中，会因为其它session的DDL语句，而导致select语句执行的结果不相同，破坏了RR的隔离级别。问题2: 破坏binlog的顺序在对表的DML过程中，会因为其它session的DDL语句，导致binlog里的event顺序在备库执行的结果和主库不一致。从MySQL 5.5.3开始，MDL锁的持有周期变成了事务，解决了上面提到的两个问题，但在autocommit=off的情况下，也大大增加了阻塞的可能性。DBA对于阻塞的case，处理起来又比较麻烦，原因就是MDL锁的阻塞情况没有暴露明确的信息。从MySQL 5.7.6开始，可以通过performance schema来查询MDL锁的持有情况。在开始介绍5.7的跟踪Metadata lock之前，小编还想讨论一下前面提到的这两个问题，在Oracle数据库中是如何处理的。 ## Oracle的处理方式首先，Oracle只实现了两种隔离级别，即read committed和serializable，我们来看下serializable级别下，怎么来处理问题1: 先看如下的case: ~~~ session 1: session 2: -- create table t1(id number); -- insert into t1 values(1); -- commit; SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE; -- TEST/TEST@ORCL>select * from t1; -- ID ---------- 1 1 row selected. -- alter table t1 add col number; TEST/TEST@ORCL>select * from t1; -- ID COL ---------- ---------- 1 -- alter table t1 add col1 number default 10; TEST/TEST@ORCL>select * from t1; -- ID COL COL1 ---------- ---------- ---------- 1 ~~~ 可以看到，虽然session是serializable隔离级别，但并没有产生阻塞的情况，Oracle保证了session1的多次select查询的返回结果是一样的，但t1表数据字典的变化是马上可见的，这个也是符合serializable的要求的，因为隔离级别只定义了数据的可见性，而没有定义数据字典的可见性。那MySQL能否不要MDL锁，来达到这样的效果？答案是否定的，因为Oracle是堆表，alter的操作只更改了数据字典，数据记录没有发生变化，纵使加了default值，也是在原记录上进行的update，完全可以使用scn号来构建一致性读版本，这样就不会产生阻塞。而MySQL是IOT表，alter的过程进行了表重建，无法完成read view的构建。那我们再来看问题2，Oracle的处理方式: 对于redo日志，Oracle的处理方式和InnoDB的处理方式一致，也就是当使用redo的时候，日志的写入并不和事务的提交与否有必然的关系，也不用和提交的顺序保持一致。这一点就和binlog区别开来，也就是物理日志是可以避免使用逻辑日志(binlog)带来的问题。 MySQL如果要避免这两个问题，而不引入Metadata lock，可以有以下两个思路： 1. DDL只更改数据字典，行记录的变更在原记录上进行，这样能够实现多版本，也就是我们常说的在线加字段； 2. 使用物理redo日志，避免使用binlog。这两种都会对现有的MySQL架构带来调整，仅供参考。下面我们回来看下对5.7 MDL的tracing。 ## MySQL 5.7 首先，打开metadata locks的tracing功能。 ~~~ mysql> UPDATE performance_schema.setup_consumers SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME = 'global_instrumentation'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 0 Warnings: 0 mysql> UPDATE performance_schema.setup_instruments SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME = 'wait/lock/metadata/sql/mdl'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 0 Warnings: 0 ~~~ 打开两个session，一个select，一个truncate。因为MDL锁的情况，select会阻塞truncate的操作。 session 1: 操作如下： ~~~ mysql> set session autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select @@autocommit, @@tx_isolation; +--------------+----------------+ | @@autocommit | @@tx_isolation | +--------------+----------------+ | 0 | READ-COMMITTED | +--------------+----------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> select * from t limit 1; +----+------+ | id | val | +----+------+ | 1 | 1 | +----+------+ 1 row in set (0.00 sec) ~~~ session 2: 操作如下： ~~~ mysql> truncate table t; ~~~ 结果看到的就是session2被阻塞，接下来check一下performance schema的信息： ~~~ mysql> select * from performance_schema.metadata_locks\G *************************** 1\. row *************************** OBJECT_TYPE: TABLE OBJECT_SCHEMA: test OBJECT_NAME: t OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 140450128308592 LOCK_TYPE: SHARED_READ LOCK_DURATION: TRANSACTION LOCK_STATUS: GRANTED SOURCE: sql_parse.cc:5585 OWNER_THREAD_ID: 27 OWNER_EVENT_ID: 17 *************************** 2\. row *************************** OBJECT_TYPE: GLOBAL OBJECT_SCHEMA: NULL OBJECT_NAME: NULL OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 140450195436144 LOCK_TYPE: INTENTION_EXCLUSIVE LOCK_DURATION: STATEMENT LOCK_STATUS: GRANTED SOURCE: sql_base.cc:5224 OWNER_THREAD_ID: 30 OWNER_EVENT_ID: 8 *************************** 3\. row *************************** OBJECT_TYPE: SCHEMA OBJECT_SCHEMA: test OBJECT_NAME: NULL OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 140450195434272 LOCK_TYPE: INTENTION_EXCLUSIVE LOCK_DURATION: TRANSACTION LOCK_STATUS: GRANTED SOURCE: sql_base.cc:5209 OWNER_THREAD_ID: 30 OWNER_EVENT_ID: 8 *************************** 4\. row *************************** OBJECT_TYPE: TABLE OBJECT_SCHEMA: test OBJECT_NAME: t OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 140450195434368 LOCK_TYPE: EXCLUSIVE LOCK_DURATION: TRANSACTION LOCK_STATUS: PENDING SOURCE: sql_parse.cc:5585 OWNER_THREAD_ID: 30 OWNER_EVENT_ID: 8 *************************** 5\. row *************************** OBJECT_TYPE: TABLE OBJECT_SCHEMA: performance_schema OBJECT_NAME: metadata_locks OBJECT_INSTANCE_BEGIN: 140450128262384 LOCK_TYPE: SHARED_READ LOCK_DURATION: TRANSACTION LOCK_STATUS: GRANTED SOURCE: sql_parse.cc:5585 OWNER_THREAD_ID: 27 OWNER_EVENT_ID: 18 5 rows in set (0.00 sec) ~~~ 如上所示，在t表上，持有一个SHARE_READ lock，而且还有一个EXCULSIVE lock请求是pending状态，也就是我们被阻塞的session 2。在5.7之前，我们可以通过show processlist，来查看MDL阻塞的情况，但无法获取session 1的信息: ~~~ mysql> SELECT OBJECT_TYPE, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_STATUS, THREAD_ID, PROCESSLIST_ID, PROCESSLIST_INFO FROM performance_schema.metadata_locks INNER JOIN performance_schema.threads ON THREAD_ID = OWNER_THREAD_ID WHERE PROCESSLIST_ID <> CONNECTION_ID(); +-------------+---------------+-------------+---------------------+-------------+-----------+----------------+------------------+ | OBJECT_TYPE | OBJECT_SCHEMA | OBJECT_NAME | LOCK_TYPE | LOCK_STATUS | THREAD_ID | PROCESSLIST_ID | PROCESSLIST_INFO | +-------------+---------------+-------------+---------------------+-------------+-----------+----------------+------------------+ | GLOBAL | NULL | NULL | INTENTION_EXCLUSIVE | GRANTED | 30 | 8 | truncate table t | | SCHEMA | test | NULL | INTENTION_EXCLUSIVE | GRANTED | 30 | 8 | truncate table t | | TABLE | test | t | EXCLUSIVE | PENDING | 30 | 8 | truncate table t | +-------------+---------------+-------------+---------------------+-------------+-----------+----------------+------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) mysql> show processlist; +----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+------------------+ | Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | +----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+------------------+ | 5 | root | localhost | test | Query | 0 | starting | show processlist | | 8 | root | localhost | test | Query | 50 | Waiting for table metadata lock | truncate table t | +----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+------------------+ 2 rows in set (0.00 sec) ~~~ 接下来当事务提交了后，释放MDL锁再查询，就看不到MDL锁的信息了。 ~~~ mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> SELECT OBJECT_TYPE, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_STATUS, THREAD_ID, PROCESSLIST_ID, PROCESSLIST_INFO FROM performance_schema.metadata_locks INNER JOIN performance_schema.threads ON THREAD_ID = OWNER_THREAD_ID WHERE PROCESSLIST_ID <> CONNECTION_ID(); Empty set (0.01 sec) mysql> select * from t; Empty set (0.00 sec) ~~~ MySQL 5.7可以通过performance schema来检索MDL锁阻塞情况，方便DBA来诊断问题。