記一次 MySQL semaphore crash 的分析（有彩蛋）
文章來源：愛可生雲資料庫作者：洪斌
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後臺執行緒srv_error_monitor_thread發現存在阻塞超過600s的latch鎖時，如果連續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
日誌中持續輸出執行緒等待資料字典鎖，位置是dict0dict.c line 305，等待時間超過了900s。持有鎖的執行緒是 139998697924352 ，其十六進位制是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
檢查下持鎖執行緒 139998697924352 是否存在其他鎖等待。
發現執行緒 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個函式內：
1.dict0dict.c line 305在dict_table_stats_lock函式內2.btr0sea.c line 1134在btr_search_drop_page_hash_index函式內
什麼情況會呼叫這些函式？
啟用 innodb_table_monitor，輸出日誌時呼叫 dict_table_stats_lock 上 X 鎖，本案例未開啟。啟用 innodb_stats_on_metadata 時，查詢資料字典表會觸發統計資訊的更新操作，會呼叫 dict_table_stats_lock 上 X 鎖。這與持鎖執行緒的事務資訊匹配。Adaptive hash index(AHI) 是 InnoDB 用來加速索引頁查詢的 hash 表結構。當頁面訪問次數滿足一定條件後，這個頁面的地址將存入一個 hash 表中，減少 B 樹查詢的開銷。MySQL 5.5 版本 AHI 是由全域性鎖 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 驅逐資料頁時，會呼叫 btr_search_drop_page_hash_index 函式，從 AHI 中清理該資料頁。
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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 的全域性鎖 btr_search_latch 經常會是競爭熱點影響效能，5.7版本後有所改善與 InnoDB buffer 一樣做了多例項拆分。本案例在開啟 Innodb_stats_on_metadata 引數，查詢元資料資訊時觸發統計資訊更新，上鎖資料字典，阻塞了了大量業務操作，又由於 buffer pool 空間不足，導致表驅逐舊頁觸發 AHI 的 btr_search_latch 鎖競爭，最終導致訊號量超時 crash。
！！ 彩蛋 ！！
在動輒幾兆的日誌中分析 Semaphore crash，尋找鎖、執行緒、事務之間的關係，相當令人抓狂的。藉助 sed、awk、grep 三大法寶，雖有效率提升，但仍不夠高效。
為了偷懶寫了一個小程式，幫助DBA快速梳理出這些關係。
它的用法是這樣的：
[email protected] ~> mysqldba doctor -f /Users/hongbin/workbench/mysqld_safe.log
目標版本，查程式碼時找對應版本：
MySQL Server Version: '5.7.16-log’
日誌中出現的 semaphore crash 次數和 mysql 啟動次數，如果啟動次數大於 crash 次數說明可能是正常啟動或其他 crash 造成：
********** 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"]
執行緒主要在等待哪些 RW-latch，內容包括：鎖位置、出現次數、執行緒 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)上述鎖被哪些寫執行緒持有 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)
寫執行緒對應的事務資訊，也可能存在日誌記錄沒有輸出事務資訊：
********** 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
統計寫執行緒持有 S 鎖情況：
****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)統計寫執行緒持有 X 鎖情況：
****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)通過事後日誌分析，有可能出現執行緒的事務資訊沒有輸出到日誌中的情況，無法獲知事務具體執行了什麼操作。應對這種情況，小程式加入了事中採集事務資訊。
用法是這樣的：
[email protected] ~> 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 中的事務資訊，並儲存下來。
以上只是小程式一個用法，作為一個為DBA服務的小程式，還有其他功能等你去發現。歡迎與我交流你的想法。