MySQL 核心模块揭秘 | 24 期 | 锁等待超时

2024年 7月 12日 46.4k 0

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  • 1. 超时检查线程

  • 2. 找到超时事务

  • 3. 处理超时逻辑

  • 4. 通知超时事务

  • 5. 总结

正文

1. 超时检查线程

InnoDB 有个名为 ib_srv_lock_to
的后台线程,每秒进行一次超时检查,看看是否有锁等待超时的事务。

前面介绍锁等待时,我们介绍过:如果事务加锁进入锁等待状态,会给后台线程发送通知,告诉后台线程发生了锁等待,这个后台线程就是超时检查线程。

既然每个事务进入锁等待状态都会通知超时检查线程,那么,每秒进行一次超时检查的说法是不是有问题?

这自然是没问题的了。

因为超时检查线程是个多面手,它不只会进行超时检查,还会做别的事情,那就是死锁检查。

事务进入锁等待状态时,给超时检查线程发送通知,是为了触发这个线程马上进行死锁检查。

收到通知之后,超时检查线程会判断距离上一次超时检查的时间。如果小于 1s,就不进行超时检查,大于等于 1s 才会进行超时检查。

2. 找到超时事务

超时检查,是为了找到那些锁等待超时的事务。处于锁等待状态的事务有可能很多,怎么能快速找到哪些事务已经等到花儿都谢了?

锁模块结构有个 waiting_threads
属性,是个指针,指向一片内存区域。

这片内存区域有 srv_max_n_threads 个 slot,每个 slot 存放一个 srv_slot_t 对象。

srv_slot_t 对象中保存着事务对象、开始等待时间、超时时间等相关信息。

锁模块结构还有个 last_slot
属性,也是个指针,和 waiting_threads 指向同一片内存区域,但是它指向的不是这片内存区域的开始处,而是已被使用的最后一个 slot 后面的那个 slot。

也就是说,last_slot 指向的那个 slot 和后面所有的 slot 都是空闲状态。

MySQL 核心模块揭秘 | 24 期 | 锁等待超时-1

上图中已被使用的最后一个 slot 是 srv_slot_t 7
,last_slot 指向它后面的那个 slot,也就是 srv_slot_t 8

另外,从上图中我们也可以看到 waiting_threads 和 last_slot 之间,并不是所有 slot 都被使用了,也会有空闲的。

对 waiting_threads、last_slot 指向的内存区域有所了解之后,我们就可以更好的欣赏超时检查线程的表演了。

找到锁等待超时的事务,需要遍历 waiting_threads
指向的内存区域中的 slot,从第一个 slot 开始,到已被使用的最后一个 slot 为止。

已被使用的最后一个 slot,就是 last_slot 指向的那个 slot 前面的 slot。

遍历过程中,每次取一个 slot,如果这个 slot 已被使用,就检查它对应的锁等待是否超时。

加锁事务进入锁等待状态之前,会把锁等待的开始时间记录到 srv_slot_t 对象的 suspend_time
属性中,还会把超时时间记录到 srv_slot_t 对象的 wait_timeout
属性中。

检查 slot 对应的锁等待是否超时,步骤如下:

  • 用当前时间减去锁等待的开始时间(suspend_time
    属性值),得到一个差值。
  • 判断上一步的差值是否大于锁等待超时时间(wait_timeout
    属性值)。
    如果大于,说明这个 slot 对应的锁等待超时了,需要进一步处理超时逻辑。

3. 处理超时逻辑

超时检查线程每找到一个锁等待超时的事务,都有一系列的工作要做,重要工作是从链表中删除对应的锁结构。

如果事务等待行锁超时,从链表中删除行锁结构的步骤如下:

  • 从事务对象的 trx_locks 链表
    中删除行锁结构。
  • 找到 rec_hash 的数组中对应的行锁结构链表,从链表中删除这个行锁结构。

如果事务等待表锁超时,从链表中删除表锁结构的步骤如下:

  • 从事务对象的 trx_locks 链表
    中删除表锁结构。
  • 从表对象的 locks 链表
    中删除表锁结构。

从链表中删除对应的锁结构,是因为锁等待超时有可能会自动回滚事务,这个行为由系统变量 innodb_rollback_on_timeout
控制。

这个系统变量的默认值为 false,表示锁等待超时不会回滚事务,修改为 true,锁等待超时就会回滚事务。

如果事务回滚了,它创建的锁结构不删除,这个锁结构就无主了。为了避免出现无主的锁结构,删除操作就必须要做了。

4. 通知超时事务

事务加锁进入锁等待状态,会找到一个空闲的 slot,记录加锁的相关信息。

如果这个 slot 对象之前没有被使用过,InnoDB 会创建一个事件对象,保存到这个 slot 对象的 event
属性中。

超时检查线程处理完超时逻辑之后,会触发这个 slot 对象的 event 属性中保存的事件,通知对应的事务锁等待超时了。

收到通知之后,锁等待事务会进行接下来的处理逻辑,主要干几件事:

  • 如果事务等待行锁超时,用当前时间,减去锁等待的开始时间,得到锁等待消耗的时间,这个时间会记录到慢查询日志中。
  • 生成锁等待超时报错信息。
  • 如果系统变量 innodb_rollback_on_timeout 的值为 true,回滚事务。

5. 总结

锁等待超时有两类参与者,主动者是超时检查线程,被动者是锁等待事务。

超时检查线程的主要流程如下:

  • 遍历 waiting_threads 和 last_slot 之间的 slot。
  • 对于已被使用的 slot,判断锁等待是否超时。
  • 如果超时,处理这个 slot 对应的锁等待超时逻辑。
  • 通知锁等待超时的事务。

锁等待事务收到通知之后,也有一些事情要干,完事之后,这个事务的锁等待过程也就结束了。

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