工具 | 常用 MySQL 内核 Debug 技巧

Posted 2021-12-18 RadonDB开源社区

作者：柯煜昌 顾问软件工程师

目前从事 RadonDB MySQL 容器化研发，华中科技大学研究生毕业，有多年的数据库内核开发经验。

掌握 MySQL 内核源码的阅读和调试能力，不仅是数据库研发人员的日常，也是 DBA 进阶的必经之路。

阅读本文你将了解：

• 如何准备 MySQL 调试环境
• GDB 调试入门及操作示例
• Trace 文件调试及操作示例

| 一、准备 Debug 环境

首先用源码编译安装一个用来调试的 MySQL 环境。

开启 -DWITH_DEBUG ，在源码路径创建 build 目录，进入目录并执行：

cmake .. -DWITH_BOOST=../../boost -DWITH_DEBUG=1

然后通过如下方式，确认是否编译成功。

方式一：

$ ./bin/mysqld --verbose --version

回显 debug 版本信息，则编译的是 debug 版本。

ver 8.0.18-debug for Linux on x86_64 (Source distribution)

方式二：

连接数据库，执行查看版本命令。回显包含了 debug 字样，则编译的是 debug 版本。

$ mysql> select version();
+--------------+
| version()    |
+--------------+
| 8.0.18-debug |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

| 二、使用 GDB 调试

GDB 全称 “GNU symbolic debugger”，是 Linux 下常用的程序调试器，通常以 gdb 命令的形式在终端（Shell）中使用。

启动 GDB 编译器

执行如下命令启动 GDB 编译器（假设 my.cnf 在用户根目录中）。进入 GDB 后，敲入 run 即可运行。

gdb --args ./bin/mysqld --defaults-file=～/my.cnf --gdb

其中 --gdb 参数允许你随时 Ctrl+C 的方式中断 mysqld 进程，进行调试命令。

GDB 常用命令

使用多窗口查看源码与调试的读者，可以使用 layout 命令，在 gdb 中执行 help layout 可以查看更多 gdb 命令用法。

(gdb) help layout
(gdb) help layoutChange the layout of windows.
Usage: layout prev | next | <layout_name>
Layout names are:
   src   : Displays source and command windows.
   asm   : Displays disassembly and command windows.
   split : Displays source, disassembly and command windows.
   regs  : Displays register window. If existing layout
           is source/command or assembly/command, the
           register window is displayed. If the
           source/assembly/command (split) is displayed,
           the register window is displayed with
           the window that has current logical focus.

(gdb)

可以通过 GDB cheat sheet[1]，了解更多 GDB 使用方式。

Debug 示例

安装好 Debug 环境后，我们用以下两个例子，来简单演示使用思路及技巧。

1、取变量值

在某种情况下发现 mysqld 已经 crash，系统只有一个 core 文件，而我们要知道某个系统变量的值。但是系统变量的值，不见得与 my.cnf 文件一致。

此时，就可以用 gdb 命令将变量打印出来，获取变量值。

如下所示，需获取变量 version 的值，只需要在前面加 mysql_sysvar_ 前缀打印即可。

Thread 1 "mysqld" received signal SIGINT, Interrupt.
0x00007ffff5f74cb9 in __GI___poll (fds=0x55555e8a3de0, nfds=2, timeout=-1) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/poll.c:29
29    ../sysdeps/unix/sysv/linux/poll.c: No such file or directory.
(gdb) p mysql_sysvar_version
$1 = flags = 68101, name = 0x55555e7ff738 "innodb_version", comment = 0x55555ca953e2 "InnoDB version", check = 0x555558e222f1 <check_func_str(THD*, SYS_VAR*, void*, st_mysql_value*)>, update = 0x555558e22881 <update_func_str(THD*, SYS_VAR*, void*, void const*)>,
  value = 0x55555def1c20 <innodb_version_str>, def_val = 0x55555ca89598 "8.0.18"
(gdb)

2、调试脚本

假设需获取某一个连接进入 dispatch_command 有哪些 command ，可以执行 gdb 脚本[2] 获取。

gdb 脚本内容如下：

b dispatch_command
commands
    print command
    continue
end

执行 gdb 脚本，然后使用 mysql 客户端连接数据库，并执行 SQL 语句操作，即可查看到 gdb 调试信息。

(gdb) b dispatch_command
Breakpoint 3 at 0x555558ddb37c: file /home/kyc/mysql8/sql/sql_parse.cc, line 1581.
(gdb) commands
Type commands for breakpoint(s) 3, one per line.
End with a line saying just "end".
>print command
>continue
>end
(gdb) c
Continuing.
[Switching to Thread 0x7fffe01fc700 (LWP 5941)]

Thread 49 "mysqld" hit Breakpoint 3, dispatch_command (thd=0x7fff4c000f70, com_data=0x7fffe01fbba0, command=COM_QUERY) at /home/kyc/galaxyengine/sql/sql_parse.cc:1581
1581                          enum enum_server_command command) 
$4 = COM_QUERY

| 三、使用 Trace 文件调试

MySQL 的 debug 版提供了一个专门的 DBUG 包[3]。通过这个 DBUG 包，可获取正在执行操作程序的 Trace 文件。

通过控制 DBUG 开关，可以将 MySQL 的任何操作，以及所涉及的调用模块、函数、状态信息记录在 Trace 文件中。

设置 debug 参数

通过设置 debug 参数选项，指定跟踪方式。

--debug [ = debug_options ]

[ = debug _ options ] 可识别字符 d、t、i 、o 等。

Debug 示例

若需获取代码中 DBUG_PRINT("info:" 打印的日志，可以使用 MySQL 客户端连上服务器，并执行如下命令，开启 debug 参数。

set debug = \'d,info\';
use test;

查看 mysqld.trace 文件，可获取 use test 在 MySQL 中的执行流程。

do_command: info: Command on socket (46) = 3 (Query)
do_command: info: packet: \'                 \'; command: 3
dispatch_command: info: command: 3
gtid_pre_statement_checks: info: gtid_next->type=0 owned_gtid.sidno,gno=0,0
THD::is_ddl_gtid_compatible: info: SQLCOM_CREATE:0 CREATE-TMP:0 SELECT:1 SQLCOM_DROP:0 DROP-TMP:0 trx:0
SELECT_LEX::prepare: info: setup_ref_array this 0x7fff1400d298    3 :    0    0    1    2    0    0
setup_fields: info: thd->mark_used_columns: 1
setup_fields: info: thd->mark_used_columns: 1
SELECT_LEX::setup_conds: info: thd->mark_used_columns: 1
THD::decide_logging_format: info: query: SELECT DATABASE()
THD::decide_logging_format: info: variables.binlog_format: 2
................
MDL_context::release_locks_stored_before: info: found lock to release ticket=0x7fff14019ae0
MDL_context::release_locks_stored_before: info: found lock to release ticket=0x7fff1412dd20
MDL_context::release_locks_stored_before: info: found lock to release ticket=0x7fff1412dcc0
net_send_ok: info: affected_rows: 0  id: 0  status: 2  warning_count: 0
net_send_ok: info: OK sent, so no more error sending allowed

本文使用几个简单的示例，演示了 MySQL 内核的 Debug 的几种常见方法。当然，仅仅起到抛砖引玉的作用，更多好玩的技巧，还需读者自行深度挖掘。

参考

[1]: GDB cheat sheet：https://gist.github.com/rkubik/b96c23bd8ed58333de37f2b8cd052c30

[2]: GDB 脚本调试：https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/Commands.html#Commands

[3]: DBUG Package[：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/dbug-package.html