mysql数据库锁MDL锁的解释

Posted 2023-04-02

参考技术A

在我们系统中有一张表它的查询概率非常高。 最近有个需求，需要对这个表增加一个字段 ，然而在增加字段的时候发现系统中有多个业务出现了超时操作，那么这个是什么原因导致的呢？经过查阅资料发现是数据库的 MDL锁+事务导致 的。

MDL锁属于表级别的元数据锁。 表级别锁分为数据锁和元数据锁，通常我们说的加锁一般指的是加的数据锁。跟数据锁一样，元数据锁也分读锁和读写锁。

MDL不需要显示使用，在进行表操作时会自动加上 。当对表进行增删改查时，会自动加上MDL读锁；当要对表进行加减字段的结构修改时，会自动加上MDL写锁。

MDL锁的存在，其实是为了保证数据的一致性。 想象一下，假如没有MDL锁，一个查询在遍历表数据的过程中，另外一个线程执行了ALTER TABLE t DELETE COLUMN \'col_1\'把col_1这一列删掉了，那查询结果就乱了，结果中是否应该有这一列数据？

：表示正常往下执行

：表示卡住了，即无法往下执行。

解释：

步骤 1 2 正常执行。执行步骤2 时，会申请表customer的MDL的 SHARED_READ 锁。

步骤3 会卡住， 因为此时会申请表customer的MDL的EXCLUSIVE锁，但是事物一的事物没有提交，此时是无法申请到EXCLUSIVE锁，因为它们是互斥的。

步骤4 也会卡住，因为EXCLUSIVE锁和SHARE_READ锁是互斥的， 且EXCLUSIVE锁的优先级更高 ，所以步骤4 也会卡住。

步骤5 事物提交，释放表的SHARE_READ锁，之后就可以执行6 和7 的操作了。

如果先执行事务二，在执行事务三，则是可以成功的，因为alter数据ddl语句，和事物无关。

因此在我们开发的过程中，需要避免大的事务操作，防止占有锁的时间过长。

mysql深入理解全局锁和表锁解决MDL锁和死锁问题

说明

不太深入细节，mysql的数据库可以粗略划分为global、table、row三种锁

锁的种类

全局锁global lock

如何加锁

全局锁又称为库锁，即锁住整个db instance.

当我想让一个表read-only的时候，可以通过下面命令添加全局锁

• Flush tables with read lock (FTWRL) 命令
• set global readonly = true 全局参数
  Update,Create,ALter,Commit,事务等操作都会被锁住。

什么时候使用全局锁

使用mysqldump备份整库

• 为了避免备份过程中新数据写入，加全局锁让库read-only
• gobal locks会杜绝任何更新操作，业务可能因此中断。

myisam的备份只能通过家全居锁来避免数据写入。 对于innodb数据库来说可以添加 --single-transaction参数执行备份，而无需添加全局锁

主从同步时让slave只读

表锁 tablelock

T1,T2代表两个窗口，两个线程，用来模拟多线程操作下表锁的效果

lock table $tablename read

• insert、drop、truncate、rename、update 都不能执行

操作	T1(lock user)	T2	说明
select	可以	可以	可读
insert\\update\\delete	报错	卡死	其他线程等待T1释放锁
crop\\rename\\truncate	报错	卡死	其他线程等待T1释放锁
unlock tables	-	继续执行

mysql> lock table user read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into user(username) values('zhangsan1');
ERROR 1099 (HY000): Table 'user' was locked with a READ lock and can't be updated

mysql> drop table user;
ERROR 1099 (HY000): Table 'user' was locked with a READ lock and can't be updated

mysql> truncate table user;
ERROR 1099 (HY000): Table 'user' was locked with a READ lock and can't be updated
mysql>

新的事物可以解除表锁，如下

mysql> lock table user read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 添加读锁后不能插入
mysql> insert into user(username) values('zhangsan3');
ERROR 1099 (HY000): Table 'user' was locked with a READ lock and can't be updated

# 当前线程下启动新的事物
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into user(username) values('zhangsan3');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

# 事物结束后表锁已经解除了
mysql> insert into user(username) values('zhangsan4');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

lock table $tablename write

和read相比

• 其他线程只读
• 当前线程可读可写（在读锁模式下，所有线程都是只读的）

表锁总结

• unlock tables;只能释放当前用户session线程下的锁。即T2不能释放T1的锁，必须由T1自己执行unlock tables;
• lock table xxx read,加锁的对象是表，当前线程和其他线程都只能读取表内容，不能执行任何其他修改变更操作。在lock read模式下，其他线程卡死，直到T1释放了表锁，才能执行更新操作。
• lock table xxx write,当前线程可以读，可以写。其他线程只读
• T1开启事务后，锁自动释放

释放表锁的三种方法

• 在加锁的线程上执行 unlock tables;
• 在加锁线程上执行 begin开启新事物
• 退出exit或者断开线程会自动释放锁

show processlit ，kill 线程,不能释放锁，只能用来杀死等待的线程。

元数据锁 meta data lodk (MDL)

MDL是表锁的一种，我们不需要显式的使用，系统会自动添加。主要是为了避免表结构修改的时候能够正常读写数据。

• 增删改查数据的时候，MDL read lock。不互斥，其他线程还是可以同时增删改表数据。
• 改变表结构时候，MLD write lock或read-write lock 。互斥，防止其他线程修改表结构。等到write锁释放的时候才能继续。

1. t1中开启一个事务，查询数据库结构。（此时user会加上MDL read lock)
2. t2执行alter语句，发现卡死了。发现processlist中T2的alter在等待MDL锁。
3. t1执行commit提交事务后。t2的alter语句正常执行

结果分析

1. 当t1开启事务后，执行表操作（增删改查）都可以。系统会给user添加MDL read lock。 注意：单纯beign开启事务不加锁）
2. 当t1事务提交前，t2可以执行增删改查，但是不能修改表结构。
3. t1事务提交以后，user上的MDL释放。
4. MDL锁不会超时，只要不提交事务，就会一直所这边表，业务可能因此崩溃。

如何排查死锁

如何解决MDL锁问题

通过上面分析，直到只要提交或者回滚事务就可以了，问题在于show processlist只能看到被阻塞的sql。并不能找到锁住表的事务元凶。

# 查询一下事务开启超过60s的 事务id
 select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60\\G;

找到事务idtrx_mysql_thread_id，这里是12.然后show processlist找到这个id。

mysql>  select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60\\G;
*************************** 1. row ***************************
                    trx_id: 421546431100768
                 trx_state: RUNNING
               trx_started: 2022-04-23 12:42:44
     trx_requested_lock_id: NULL
          trx_wait_started: NULL
                trx_weight: 0
       trx_mysql_thread_id: 12
                 trx_query: select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60
       trx_operation_state: NULL
         trx_tables_in_use: 0
         trx_tables_locked: 0
          trx_lock_structs: 0
     trx_lock_memory_bytes: 1136
           trx_rows_locked: 0
         trx_rows_modified: 0
   trx_concurrency_tickets: 0
       trx_isolation_level: REPEATABLE READ
         trx_unique_checks: 1
    trx_foreign_key_checks: 1
trx_last_foreign_key_error: NULL
 trx_adaptive_hash_latched: 0
 trx_adaptive_hash_timeout: 0
          trx_is_read_only: 0
trx_autocommit_non_locking: 0
1 row in set (0.00 sec)

ERROR:
No query specified

mysql> show processlist;
+----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
| Id | User | Host      | db   | Command | Time | State                           | Info                                      |
+----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
|  8 | root | localhost | test | Query   |  110 | Waiting for table metadata lock | alter table user add locaton3 varchar(20) |
| 12 | root | localhost | test | Query   |    0 | starting                        | show processlist                          |
+----+------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

kill 12 杀死这个进程即可。

实际场景中，可能存在多个进程。但最终目的是完结这些进程中的事务，通常只有一个元凶，干掉元凶即可。

如何解决死锁（待详细补充）

show processlist 干掉其中一个

查看锁的方法

show engine innodb status
------------
TRANSACTIONS
------------
Trx id counter 165918
Purge done for trx's n:o < 165917 undo n:o < 0 state: running but idle
History list length 6
LIST OF TRANSACTIONS FOR EACH SESSION:
---TRANSACTION 421546431100768, not started
mysql tables in use 1, locked 1
0 lock struct(s), heap size 1136, 0 row lock(s)

-- 查看当前所有事务
select * from information_schema.innodb_trx;
-- 查看正在锁的事务
select * from information_schema.innodb_locks;
-- 查看等待锁的事务
select * from information_schema.innodb_lock_waits;
-- 查看表锁
show open tables where In_use>0;
--查看死锁
show engine innodb status\\G
--查看元数据锁
SELECT * FROM performance_schema.setup_instruments;
UPDATE performance_schema.setup_consumers SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME ='global_instrumentation';
UPDATE performance_schema.setup_instruments SET ENABLED = 'YES' WHERE NAME ='wait/lock/metadata/sql/mdl';
SELECT * FROM performance_schema.metadata_locks;