深度分析 | 記一次 MySQL semaphore crash 的分析（有彩蛋）

原創做者：洪斌

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DBA應該對InnoDB: Semaphore wait has lasted > 600 seconds. We intentionally crash the server because it appears to be hung. 一點都不陌生，MySQL後臺線程srv_error_monitor_thread發現存在阻塞超過600s的latch鎖時，若是連續10次檢測該鎖仍沒有釋放，就會觸發panic避免服務持續hang下去。

 

發生了什麼

版本號：MySQL 5.5.40

• 日誌中持續輸出線程等待數據字典鎖，位置是dict0dict.c line 305，等待時間超過了900s。

• 持有鎖的線程是 139998697924352 ，其十六進制是7f53fca8a700。

--Thread 139998393616128 has waited at dict0dict.c line 305 for 934.00 seconds the semaphore:
X-lock on RW-latch at 0x105a1b8 created in file dict0dict.c line 748
a writer (thread id 139998697924352) has reserved it in mode  exclusive
number of readers 0, waiters flag 1, lock_word: 0
Last time read locked in file dict0dict.c line 302
Last time write locked in file /pb2/build/sb_0-13157587-1410170252.03/rpm/BUILD/mysql-5.5.40/mysql-5.5.40/storage/innobase/dict/dict0dict.c line 305

 

上鎖線程 139998697924352 的事務信息，查詢數據字典表的操做。

---TRANSACTION 0, not started updating table statistics：
MySQL thread id 14075, OS thread handle 0x7f53fca8a700, query id 110414021 21.14.5.139 jzjkusr
SELECT ROUND(SUM(DATA_LENGTH+INDEX_LENGTH+DATA_FREE)/1024/1024/1024) AS MY_DB_TOTAL_SIZE FROM information_schema.TABLES

檢查下持鎖線程 139998697924352 是否存在其餘鎖等待。

發現線程 139998697924352 ，self-lock 在 btr0sea.c line 1134，該鎖結構和 AHI 相關。

--Thread 139998697924352 has waited at btr0sea.c line 1134 for 934.00 seconds the semaphore:
X-lock (wait_ex) on RW-latch at 0x1eb06448 created in file btr0sea.c line 178
a writer (thread id 139998697924352) has reserved it in mode  wait exclusive
number of readers 1, waiters flag 1, lock_word: ffffffffffffffff
Last time read locked in file btr0sea.c line 1057
Last time write locked in file /pb2/build/sb_0-13157587-1410170252.03/rpm/BUILD/mysql-5.5.40/mysql-5.5.40/storage/innobase/btr/btr0sea.c line 1134

接下來看下兩處鎖結構分別在哪一個函數內：

• dict0dict.c line 305在dict_table_stats_lock函數內

• btr0sea.c line 1134在btr_search_drop_page_hash_index函數內

什麼狀況會調用這些函數？

• 啓用 innodb_table_monitor，輸出日誌時調用 dict_table_stats_lock 上 X 鎖，本案例未開啓。

  啓用 innodb_stats_on_metadata 時，查詢數據字典表會觸發統計信息的更新操做，會調用 dict_table_stats_lock 上 X 鎖。這與持鎖線程的事務信息匹配。

• Adaptive hash index(AHI) 是 InnoDB 用來加速索引頁查找的 hash 表結構。當頁面訪問次數知足必定條件後，這個頁面的地址將存入一個 hash 表中，減小 B 樹查詢的開銷。

  MySQL 5.5 版本 AHI 是由全局鎖 btr_search_latch 維護 hash 表修改的一致性。

• InnoDB buffer pool 狀態顯示 free buffer 基本保持0空閒。InnoDB buffer pool 驅逐數據頁時，會調用 btr_search_drop_page_hash_index 函數，從 AHI 中清理該數據頁。

-----------------------------
BUFFER POOL AND MEMORY
-----------------------------
Total memory allocated 17582522368; in additional pool allocated 0
Dictionary memory allocated 4289681
Buffer pool size   1048576
Free buffers       0
Database pages     1040831
Old database pages 384193
Modified db pages  0

 

小結 

AHI 的全局鎖 btr_search_latch 常常會是競爭熱點影響性能，5.7版本後有所改善與 InnoDB buffer 同樣作了多實例拆分。本案例在開啓 Innodb_stats_on_metadata 參數，查詢元數據信息時觸發統計信息更新，上鎖數據字典，阻塞了了大量業務操做，又因爲 buffer pool 空間不足，致使表驅逐舊頁觸發 AHI 的 btr_search_latch 鎖競爭，最終致使信號量超時 crash。

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在動輒幾兆的日誌中分析 Semaphore crash，尋找鎖、線程、事務之間的關係，至關使人抓狂的。藉助 sed、awk、grep 三大法寶，雖有效率提高，但仍不夠高效。

爲了偷懶寫了一個小程序，幫助DBA快速梳理出這些關係。

它的用法是這樣的：

hongbin@MBP ~> mysqldba doctor -f /Users/hongbin/workbench/mysqld_safe.log

目標版本，查代碼時找對應版本：

MySQL Server Version: '5.7.16-log’

日誌中出現的 semaphore crash 次數和 mysql 啓動次數，若是啓動次數大於 crash 次數說明多是正常啓動或其餘 crash 形成：

********** MySQL service start count **********
MySQL Semaphore crash -> 3 times ["2018-08-13 23:12:18" "2018-08-14 12:13:43" "2018-08-16 13:42:36"]
MySQL Service start -> 3 times ["2018-08-13 23:12:59" "2018-08-14 12:15:20" "2018-08-16 13:46:37"]

線程主要在等待哪些 RW-latch，內容包括：鎖位置、出現次數、線程 id (出現次數)，重點關注出現次數較多的：

********** Which thread waited lock **********
row0purge.cc:861 ->  58  140477266503424:(57) 140617703745280:(1)
gi.cc:14791 ->   1  140477035656960:(1)
trx0undo.ic:171 ->   1  140617682765568:(1)
ha_innodb.cc:14791 -> 620  140617389913856:(58) 140202719565568:(58) 140202716903168:(57) 140477029533440:(56) 140617407219456:(55) 140477035656960:(52) 140477035124480:(29) 140477108467456:(29) 140477025539840:(26) 140477031130880:(25) 140477027669760:(22) 140617634944768:(21) 140617634146048:(21) 140477019948800:(21) 140477026604800:(20) 140477022078720:(18) 140477018883840:(16) 140477038585600:(15) 140477028734720:(10) 140477022877440:(9) 140477034325760:(1) 140477031663360:(1)
srv0srv.cc:1968 -> 208  140477276993280:(185) 140617714235136:(23)
ha_innodb.cc:5510 -> 601  140617398167296:(57) 140617409615616:(55) 140617392043776:(53) 140477110597376:(52) 140617395771136:(50) 140617636275968:(45) 140617632548608:(40) 140617634146048:(33) 140617639675648:(32) 140617397102336:(28) 140617639409408:(23) 140617635743488:(21) 140617637811968:(18) 140617638610688:(16) 140617399232256:(12) 140617638344448:(10) 140617638078208:(10) 140477033793280:(10) 140477029267200:(10) 140617397368576:(9) 140617635211008:(6) 140617393641216:(5) 140617637545728:(3) 140617402693376:(2) 140477037254400:(1)
dict0dict.cc:1239 -> 136  140477122623232:(50) 140617392842496:(35) 140202726487808:(26) 140477123688192:(12) 140477038851840:(5) 140477030065920:(4) 140617634412288:(4)
row0trunc.cc:1835 ->   1  140477109798656:(1)

上述鎖被哪些寫線程持有 X 鎖，重點關注出現次數較多的：

********** Which writer threads block at **********
140616681907968 ->   1  trx0undo.ic:171:(1)
140477173069568 -> 243  srv0srv.cc:1968:(185) row0purge.cc:861:(57) row0trunc.cc:1835:(1)
140617682765568 ->  29  srv0srv.cc:1968:(23) ha_innodb.cc:5510:(5) row0purge.cc:861:(1)

寫線程對應的事務信息，也可能存在日誌記錄沒有輸出事務信息：

********** These writer threads trx state **********
MySQL thread id 83874, OS thread handle 140477173069568, query id 13139674 10.0.1.146 aml deleting from reference tables

統計寫線程持有 S 鎖狀況：

****These writer threads at last time reads locked ****
140477173069568 -> 243  row0purge.cc:861:(243)
140617682765568 ->  24  row0purge.cc:861:(24)
140616681907968 ->   1  trx0undo.ic:190:(1)

統計寫線程持有 X 鎖狀況：

****These writer threads at last time write locked ****
140477173069568 -> 243  dict0stats.cc:2366:(243)
140617682765568 ->  24  dict0stats.cc:2366:(24)
140616681907968 ->   1  buf0flu.cc:1198:(1)

經過過後日誌分析，有可能出現線程的事務信息沒有輸出到日誌中的狀況，沒法獲知事務具體執行了什麼操做。應對這種狀況，小程序加入了事中採集事務信息。

用法是這樣的：

hongbin@MBP ~> mysqldba -uxxx -pxxx doctor -w

它會監視目標 mysql 的錯誤日誌，一旦出現「a writer (thread id 140616681907968) has reserved it in mode」 關鍵字就查詢 ps 中的事務信息，並保存下來。

以上只是小程序一個用法，做爲一個爲DBA服務的小程序，還有其餘功能等你去發現。歡迎與我交流你的想法。

https://github.com/kevinbin/mysqldba