MySQL学习笔记-如何安全的给小表加字段

如果要给一个大表加字段，你一般都会非常谨慎小心，以免对线上业务造成影响，但实际上给一个小表加字段不慎操作也会导致线上业务出问题，这篇文章主要学习一下MySQL中MDL锁对性能的影响，防止采坑。

1.笔记图

2.全局锁

• 全局锁就是对整个数据库实例加锁
• 命令：

Flush tables with read lock (FTWRL)

• 全局锁现象：数据更新语句（数据的增删改）、数据定义语句（包括建表、修改表结构等）和更新类事务的提交语句会被阻塞

3.数据逻辑备份的方式

• 加全局锁(MyISAM)：
  • 通过FTWRL确保不会有其他线程对数据库做更新，然后对整个库做备份
  • 如果在主库上备份，备份期间都不能执行更新
  • 如果在从库上备份，备份期间从库不能执行主库同步过来的binlog，会导致主从延迟
  • 备份为什么要加锁？：
    • 假设现在要维护购买系统，用户账户余额表和用户课程表
    • 发起一个逻辑备份，不加锁的话，备份系统备份的得到的库不是一个逻辑时间点
• 事务(InnoDB)：
  • 方自带的逻辑备份工具是mysqldump
  • mysqldump使用single-transaction参数，导数据之前就会启动一个事务，拿到一致性视图
  • 由于MVCC的支持，这个过程中数据是可以正常更新的

4.表级锁

• 表锁：
  • 加表锁的语法是lock tables … read/write
    • 如果在某个线程A中执行lock tables t1 read, t2 write这个语句，则其他线程写t1、读写t2的语句都会被阻塞
    • 同时，线程A在执行unlock tables之前，也只能执行读t1、读写t2的操作，不能访问其他表
    • 对于InnoDB这种支持行锁的引擎，一般不使用lock tables命令来控制并发
    • 可以用unlock tables主动释放锁，也可以在客户端断开的时候自动释放
• 元数据锁（meta data lock，MDL)
  • 如果一个查询正在遍历一个表中的数据，执行期间另一个线程对这个表结构做变更，删了一列，查询线程拿到的结果跟表结构对不上，肯定是不行的
  • 在访问一个表的时候会被自动加上MDL锁，其作用是保证读写的正确性
  • 当对一个表做增删改查操作的时候，加MDL读锁，读锁之间不互斥，可以有多个线程同时对一张表增删改查
  • 当要对表做结构变更操作的时候，加MDL写锁，读写锁之间、写锁之间是互斥的，用来保证变更表结构操作的安全性

5.给一个小表加个字段，导致整个库挂了

• 现象：给一个小表加个字段，导致整个库挂了

• 给一个表加字段，或者修改字段，或者加索引，需要扫描全表的数据，一般在对大表操作的时候，会特别小心，以免对线上服务造成影响，实际上，即使是小表，操作不慎也会出问题
  

• session A先启动，这时候会对表t加一个MDL读锁

• session B需要的也是MDL读锁，因此可以正常执行

• session A的MDL读锁还没有释放，session C需要MDL写锁，因此只能被阻塞

• 之后所有要在表t上新申请MDL读锁的请求也会被session C阻塞，所有对表的增删改查操作都需要先申请MDL读锁，这个表此时完全不可读写

6.如何安全地给小表加字段？

• 事务中的MDL锁，在语句执行开始时申请，但是语句结束后并不会马上释放，而会等到整个事务提交后再释放
• 首先要解决长事务，事务不提交，会一直占着MDL锁，如果要做DDL变更的表刚好有长事务在执行，要考虑先暂停DDL，或者kill掉这个长事务
• 如果要变更的表是一个热点表，请求很频繁，不得不加个字段，该怎么做呢？
  • 在 alter table 语句里面设定等待时间，在这个指定的等待时间里面能够拿到MDL写锁最好，拿不到也不要阻塞后面的业务语句，先放弃
  • 再通过重试命令重复这个过程
  • MariaDB已经合并了AliSQL的这个功能，所以这两个开源分支目前都支持DDL NOWAIT/WAIT n这个语法

ALTER TABLE tbl_name NOWAIT add column ...
ALTER TABLE tbl_name WAIT N add column ... 

7.课后问题

当备库用single-transaction做逻辑备份的时候，如果从主库的binlog传来一个DDL语句会怎么样？

• 从库备份过程中几个关键的语句：

Q1:SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
Q2:START TRANSACTION  WITH CONSISTENT SNAPSHOT；
/* other tables */
Q3:SAVEPOINT sp;
/* 时刻 1 */
Q4:show create table `t1`;
/* 时刻 2 */
Q5:SELECT * FROM `t1`;
/* 时刻 3 */
Q6:ROLLBACK TO SAVEPOINT sp;
/* 时刻 4 */
/* other tables */

Tips：Q1表示为了确保RR（可重复读）隔离级别，设置RR隔离级别(Q1)，Q2表示WITH CONSISTENT SNAPSHOT这个语句执行完就可以得到一个一致性视图（Q2)，Q3表示设置一个保存点，Q4表示show create是为了拿到表结构，Q5表示正式导数据，Q6表示回滚到SAVEPOINT sp，作用是释放t1的MDL锁。

• 如果主库DDL命令在Q4之前到达从库，没有影响
• 如果主库DDL在时刻2到达从库，此时会有MDL写锁，会造成Q5执行失败，备份过程被终止
• 如果主库DDL在时刻3到达从库，由于备份过程占用读锁，会导致binlog复制被阻塞，会造成主从延迟，直到备份完成Q6执行之后从库才能继续复制主库binlog
• 如果主库DDL在时刻4到达从库，没有影响