【MySQL经典案例分析】 Waiting for table metadata lock

发布日期:2019-10-27

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一、 问题是这样来的

​ 2018年某个周末,接到连续数据库的告警,告警信息如下:

二、 苦逼的探索过程

1、总体的思路

看到too many connection的报错信息,基本上可以把问题定位在:

(1)机器负载飙升,导致SQL执行效率下降,导致连接推积

(2)业务访问量突增(或者有SQL注入现象),导致连接数打满

(3)出现“死锁”或者锁竞争严重,导致大量SQL堆积

2、排查过程

(1)机器的各项性能指标都显示正常, 没有出现高负载现象,暂时先排除了这种原因

(2)查看监控信息,发现在连接数打满的时间点前并没有访问量突增的趋势,同时通过检查告警信息并没有发现有注入工单

(3)最后上到服务器上查看下SQL的执行情况

①查看show full processlist;

​ 大量的请求都是在“Waiting for table metadata lock”,可以分成三类请求:

Select请求Rename请求Sleep请求

②分析Waiting for table metadata lock

​ 一般来说常见的“Waiting for table metadata lock”会出现在DDL操作或者是有未提交的事务上,从information_schema.processlist表中,没有发现有DDL操作,而能够产生MDL锁的操作也只剩下rename,但是根据SQL执行的状态,rename操作也是在等待MDL锁,所以rename操作应该是被阻塞的操作,而不是产生MDL锁的操作。

​ 接着我们来查看下死锁和事务的相关指标:

show engine innodb status;中没有任何死锁的信息information_schema.innodb_trx 、information_schema.innodb_locks 、 information_schema.innodb_lock_waits 的也没有任何形式的锁信息。

​ 现在基本又排除了显示的死锁问题,那是从show full processlist中也抓不出任何请求,这里就比较疑惑了,当看了下表的结构式,发现这个表是myisam引擎的,所以上面的两种统计信息里面没有任何值就可以解释了。

​ 那么其实问题就集中在有未结束的事务上了,这里其实有一个误区,当时跟开发沟通存在未关闭的事务时,开发一直认为不可能,因为myisam表是不支持事务的,只有innodb支持事务。但是对于MDL锁来说,5.5之后引入MDL事务级别的锁不论对myisam还是innodb都是生效的。

③查看未提交的事务

​ 之后查看了下系统的事务自动提交的变量,autocommit的值是ON,那说明如果是事务未提交的话只可能是业务主动的开启一个事务,而没有commit。

​ 为了验证这个猜想,打开了general log,在log中果然发现,业务在开启事务后,把autocommit的值设为0了,导致必须要显示的commit才能提交事务。

​ 这时候我们反过头来看一下host为10.49.84.70的连接请求,由于select的执行速度很快,而且访问并不频繁,所以在抽样的show processlist中,状态值大部分时间是“Sleep”,给问题的定位带来了一些迷惑性的干扰。接着我们kill掉了这个进程,果然推积的请求瞬间就执行完成了,也之间印证了刚刚上述推论。

2、问题解决

​ 在与开发同学沟通过程中,开发同学说库中是myisam表所以不会主动开启事务,在代码里也没有设置autocommit=0的代码,那么根本原因在哪?

​ 当我们定位到这台服务器上的请求都是来自python的定时脚本,使用python 操作mysql的时候,使用了其pymysql模块,但是在进行插入操作的时候,必须使用受到提交事务。Python的pymysql模块默认是会设置autocommit=0的。

​ 让我们来对比一下其他同样使用python访问的正常连接请求,再断开前都会手动的commit。

​ 找到原因后有思考了下,是不是可以在建连后就设置autocommit=1呢?这样对于之后新变更的SQL就不要再考虑到手动commit的事情了,可以通过在初始化连接池的时候,对每一个连接进行设置,即

三、 延伸的一些思考

1、metadata lock

(1)MDL简述

​ 为了在并发环境下维护表元数据的数据一致性,在表上有活动事务(显式或隐式)的时候,不可以对元数据进行写入操作。因此从MySQL5.5版本开始引入了MDL锁(metadata lock),来保护表的元数据信息,用于解决或者保证DDL操作与DML操作之间的一致性。

​ 对于引入MDL,其主要解决了2个问题,一个是事务隔离问题,比如在可重复隔离级别下,会话A在2次查询期间,会话B对表结构做了修改,两次查询结果就会不一致,无法满足可重复读的要求;另外一个是数据复制的问题,比如会话A执行了多条更新语句期间,另外一个会话B做了表结构变更并且先提交,就会导致slave在重做时,先重做alter,再重做update时就会出现复制错误的现象。所以在对表进行上述操作时,如果表上有活动事务(未提交或回滚),请求写入的会话会等待在Metadata lock wait 。

​ 支持事务的InnoDB引擎表和不支持事务的MyISAM引擎表,都会出现Metadata Lock Wait等待现象。一旦出现Metadata Lock Wait等待现象,后续所有对该表的访问都会阻塞在该等待上,导致连接堆积,业务受影响。

(2)常见MDL锁场景

①当前有执行DML操作时执行DDL操作

② 当前有对表的长时间查询或使用mysqldump/mysqlpump时,使用alter会被堵住

③ 显示或者隐式开启事务后未提交或回滚,比如查询完成后未提交或者回滚,DDL会被堵住

④ 表上有失败的查询事务,比如查询不存在的列,语句失败返回,但是事务没有提交,此时DDL仍然会被堵住

2、myisam、innodb对事务的支持

​ Myisam是不支持事务的,innodb是支持事务的,这个概念其实没有任何问题,但是这里只的都是对于数据的事务性操作的支持,通过如下简单的实验可以很清楚的理解(关于事务的相关概念和解释就不再赘述了,只是想区别一下mysiam不支持事务,但是主动开始事务中对Myisam的操作仍然会产生MDL锁):

​ 在隔离级别为RC的情况下:

(1)myisam表

① CREATE TABLE tb2 (a int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=MyISAM;

② Session 1:

​ mysql> begin ;

​ mysql> insert into tb2(a) value(1);

​ (在session2的update之后)

​ mysql> select * from tb2;

​ +--------+

​ | a |

​ +--------+

​ | 3 |

​ +--------+

Session 2:

​ mysql> select * from tb2;

​ +---------+

​ | a |

​ +---------+

​ | 1 |

​ +---------+

​ mysql> update tb2 set a=3 where a=1;

​ mysql> select * from tb2;

​ +--------+

​ | a |

​ +--------+

​ | 3 |

​ +--------+

​ mysql> alter table tb2 add b int(11);

... hangs ...

(2)innodb表

①CREATE TABLE tb3 (a int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=INNODB;

② Session 1:

​ mysql> begin ;

​ mysql> insert into tb3(a) value(1);

​ Session 2:

​ mysql> select * from tb3;

​ Empty set (0.00 sec)

3、myisam表的另一个BUG

(1)场景

① CREATE TABLE tb2 (a int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=MyISAM;

② Session 1:

​ mysql> begin ;

​ mysql> select * from tb2;

​ Session 2:

​ mysql> create table if not exists tb2(a int);

​ ... hangs ...

③查看show processlist

​ Session 1:Sleep

​ Session 2:Waiting for table metadata lock

(2)解决方式

①session 1上commit或者rollback

②另外再开一个session3 ,kill掉可疑连接

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