MySQL:MDL LOCK堵塞案例分享

作者: 重庆八怪 | 来源:发表于2023-11-06 11:45 被阅读0次

一、案例描述

最近遇到这么一个案例，大概的截图如下：

image.png

当然这里是测试出来的，线上当时也是一个lock table read的语句和一大批insert into的语句被堵塞，当然要恢复很简单，我们可以通过2种方式，来查杀堵塞源头，如下。

table 级别的MDL LOCK，除非手动发送lock table，那么其持续时间通常为事务级别，而innodb_trx中记录了全部的事务（只读和读写），因此我们可以通过innodb_trx查询事务持续时间长于processlist中“Waiting for table metadata lock”最长时间的session的事务通常就是堵塞源头（当然也有例外，这个以后再讨论）。
访问sys.schema_table_lock_waits进行判断，如果为5.7需要手动开启MDL LOCK的instrument，并且需要注意本视图只能检查table 级别的MDL LOCK，也就是本例中的“Waiting for table metadata lock”。

二、测试堵塞

但是在测试中，我们发现如下的执行顺序insert是可以执行，

表结构和数据

CREATE TABLE `t1` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `a` int(11) DEFAULT NULL,
  `b` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `a` (`a`)
)
mysql> select * from t1;
+----+------+------+
| id | a    | b    |
+----+------+------+
|  1 |    1 |    1 |
|  3 |    3 |    3 |
|  5 |    5 |    5 |
+----+------+------+

2.1 模拟（S1事务不提交）

S1	S2	S3
begin; select * from t1 where id=1 for update; 不提交
	lock table t1 read; 堵塞
		insert into t1 values( 7,7,7); 插入成功

查看session状态如下：

mysql> show processlist;
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+--------------------+-----------+---------------+
| Id | User            | Host      | db   | Command | Time | State                           | Info               | Rows_sent | Rows_examined |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+--------------------+-----------+---------------+
|  1 | event_scheduler | localhost | NULL | Daemon  | 1046 | Waiting on empty queue          | NULL               |         0 |             0 |
|  3 | root            | localhost | new  | Query   |    0 | starting                        | show processlist   |         0 |             0 |
|  4 | root            | localhost | new  | Query   |  392 | Waiting for table metadata lock | lock table t1 read |         0 |             0 |
|  5 | root            | localhost | new  | Sleep   |  341 |                                 | NULL               |         0 |             0 |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+--------------------+-----------+---------------+

这里可以看到这里只有lock table read的S2 处于堵塞状态，而S3的insert的语句并没有堵塞，那么案例中的insert 堵塞语句是哪里来的呢？

2.2 模拟（S1提交）

S1	S2	S3
begin; select * from t1 where id=1 for update; 接着将这个事务提交
	lock table t1 read; 执行成功
		insert into t1 values( 9,9,9); 堵塞

查看session状态如下：

+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------+-----------+---------------+
| Id | User            | Host      | db   | Command | Time | State                           | Info                          | Rows_sent | Rows_examined |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------+-----------+---------------+
|  1 | event_scheduler | localhost | NULL | Daemon  | 1325 | Waiting on empty queue          | NULL                          |         0 |             0 |
|  3 | root            | localhost | new  | Query   |    0 | starting                        | show processlist              |         0 |             0 |
|  4 | root            | localhost | new  | Sleep   |  671 |                                 | NULL                          |         0 |             0 |
|  5 | root            | localhost | new  | Query   |    4 | Waiting for table metadata lock | insert into t1 values( 9,9,9) |         0 |             0 |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------+-----------+---------------

这个时候因为lock table read执行成功了，insert语句继续插入行则被MDL LOCK堵塞了。

三、问题汇总和分析

问题1：为什么模拟中lock table table read堵塞后，insert 可以执行？
问题2：为什么模拟中lock table table read执行成功后，insert会被堵塞？
问题3：为什么案例中lock table table read被堵塞后，insert也被堵塞？

我们来一个问题一个问题的讲述。首先我们要知道MDL LOCK 有2个矩阵，一个为优先级矩阵，一个为兼容矩阵，当判断是否能过获取的MDL LOCK的时候需要调用MDL_lock::can_grant_lock函数进行判断，其判断的主要逻辑就是，

  if (!(m_waiting.bitmap() & waiting_incompat_map)) 
  {
    if (! (fast_path_granted_bitmap() & granted_incompat_map)) //unobtrusive类型的MDL LOCK
    {
      if (! (m_granted.bitmap() & granted_incompat_map))

首先想看优先级矩阵，然后再看兼容矩阵，其中优先级矩阵为：

       Request  |         Pending requests for lock          |
        type    | S  SH  SR  SW  SWLP  SU  SRO  SNW  SNRW  X |
      ----------+--------------------------------------------+
      S         | +   +   +   +    +    +   +    +     +   - |
      SH        | +   +   +   +    +    +   +    +     +   + |
      SR        | +   +   +   +    +    +   +    +     -   - |
      SW        | +   +   +   +    +    +   +    -     -   - |
      SWLP      | +   +   +   +    +    +   -    -     -   - |
      SU        | +   +   +   +    +    +   +    +     +   - |
      SRO       | +   +   +   -    +    +   +    +     -   - |
      SNW       | +   +   +   +    +    +   +    +     +   - |
      SNRW      | +   +   +   +    +    +   +    +     +   - |
      X         | +   +   +   +    +    +   +    +     +   + |

兼容矩阵为：

       Request  |  Granted requests for lock            |
        type    | S  SH  SR  SW  SWLP  SU  SRO  SNW  SNRW  X  |
      ----------+---------------------------------------------+
      S         | +   +   +   +    +    +   +    +    +    -  |
      SH        | +   +   +   +    +    +   +    +    +    -  |
      SR        | +   +   +   +    +    +   +    +    -    -  |
      SW        | +   +   +   +    +    +   -    -    -    -  |
      SWLP      | +   +   +   +    +    +   -    -    -    -  |
      SU        | +   +   +   +    +    -   +    -    -    -  |
      SRO       | +   +   +   -    -    +   +    +    -    -  |
      SNW       | +   +   +   -    -    -   +    -    -    -  |
      SNRW      | +   +   -   -    -    -   -    -    -    -  |
      X         | -   -   -   -    -    -   -    -    -    -  |

当然期间有unobtrusive类型的MDL LOCK，这部分主要是优化MDL LOCK系统性能的，并不改变优先级和兼容性。

3.1 问题1

这个问题我们按照时间序列进行描述，

S1	S2	S3
begin; select * from t1 where id=1 for update; 不提交，获取MDL_SHARED_WRITE(SW)类型获取成功
	lock table t1 read; 堵塞 MDL_SHARED_READ_ONLY(SRO)类型锁获取失败堵塞，放入到wait位图中
		insert into t1 values( 7,7,7); 插入成功其需要的为MDL_SHARED_WRITE(SW)类型的锁首先和wait位图比对，根据的是优先级矩阵对比成功，可以尝试获取，然后和grant位图(fast lock)，比对的兼容矩阵，对比成功可以获取。因此insert 是可以执行的

实际上这里s3的insert因为优先级矩阵并不会被堵塞中的MDL_SHARED_READ_ONLY(SRO)堵塞如下,

       Request  |         Pending requests for lock          |
        type    | S  SH  SR  SW  SWLP  SU  SRO  SNW  SNRW  X |
      ----------+--------------------------------------------+
      SW        | +   +   +   +    +    +   +    -     -   - |

而比对兼容矩阵的时候同样MDL_SHARED_WRITE(SW)和MDL_SHARED_WRITE(SW)是兼容的因此就执行成功了,

       Request  |  Granted requests for lock            |
        type    | S  SH  SR  SW  SWLP  SU  SRO  SNW  SNRW  X  |
      ----------+---------------------------------------------+
      SW        | +   +   +   +    +    +   -    -    -    -  |

3.2 问题2

有了问题1的基础，问题2我们可以直接看兼容矩阵，因为S1事务提交了，S2的lock table table read执行成功了，这个S3插入数据，实际上就是看MDL_SHARED_READ_ONLY(SRO)是否和MDL_SHARED_WRITE(SW)兼容，如下，

       Request  |  Granted requests for lock            |
        type    | S  SH  SR  SW  SWLP  SU  SRO  SNW  SNRW  X  |
      ----------+---------------------------------------------+
      SW        | +   +   +   +    +    +   -    -    -    -  |

可以看到并不兼容，因此堵塞

3.3 问题3
这个问题实际上和lock table read 一大批表有关，因为加MDL LOCK锁并不是一气呵成的。比如 lock t1 read,t2 read,t3 read,t4 read，其中t4 有一个for update事务，这个时候t1\t2\t3 的lock table table read就可以能执行成功，而整个语句堵塞在t4的mdl lock上，而其他session如果对t1,t2,t3进行insert 则也是会堵塞的。测试如下

S1	S2	S3
begin; select * from tin for update; 不提交
	lock table t999 read,test read ,tin read; 这里因为tin不能获取MDL LOCK成功，所以语句堵塞，但是t999和test获取MDL LOCK成功了
		insert into t999 values('a'); 堵塞，因为lock table t999 read执行成功了。这里肯定就堵塞。

这通常和mysqldump 分库导出表没有去掉lock-tables有关，这会导致一个库的所有表现执行lock table read操作，因此我们要用--single-transaction来取掉这个加锁的操作，

Option automatically turns off --lock-tables

这也是实际案例中的遇到的问题。

四、总结

本案例中我们得到几个结论：

语句是否能够执行主要看的优先级矩阵和兼容矩阵，前者用于判断本次执行的语句和堵塞中的MDL LOCK谁的优先级更高，优先级更高则可以继续判断兼容矩阵。后者用于判定本次执行的语句和获取MDL LOCK的语句（或者事务）是否兼容。
lock table read 一大批表的时候，可能某些表加锁成功了，而某些表加锁堵塞了，看起来是整个lock table read语句堵塞了。
mysqldump导出如果全是innodb表肯定是要--single-transaction的。

MySQL:MDL LOCK堵塞案例分享

一、案例描述

二、测试堵塞

表结构和数据

2.1 模拟（S1事务不提交）

2.2 模拟（S1提交）

三、问题汇总和分析

3.1 问题1

四、总结

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