迪B课堂 | 匪夷所思的“too many connections”案例解析

发布于 2022-7-14 16:05
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本期为迪B课堂特刊【MySQL经典案例解析系列】第一期。
 

一、故障情况

 

迪B哥在某个惬意的周末接到连续数据库的告警,告警信息如下:

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二、艰难的探索过程

 

1、总体思路
看到too many connection的报错信息,基本上可以把问题定位在:

(1)机器负载飙升,导致SQL执行效率下降,导致连接推积;

(2)业务访问量突增(或者有SQL注入现象),导致连接数打满;

(3)出现“死锁”或者锁竞争严重,导致大量SQL堆积。

 

2、排查过程
(1)机器的各项性能指标都显示正常, 没有出现高负载现象,暂时先排除了这种原因;

(2)查看监控信息,发现在连接数打满的时间点前并没有访问量突增的趋势,同时通过检查告警信息并没有发现有注入工单;

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(3)最后上到服务器上查看下SQL的执行情况:

3.1)查看show full processlist;

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大量的请求都是在“Waiting for table metadata lock”,可以分成三类请求:

A. Select请求

B. Rename请求

C. Sleep请求

 

3.2)分析Waiting for table metadata lock

一般来说常见的“Waiting for table metadata lock”会出现在DDL操作或者是有未提交的事务上,从information_schema.processlist表中,没有发现有DDL操作,而能够产生MDL锁的操作也只剩下rename,但是根据SQL执行的状态,rename操作也是在等待MDL锁,所以rename操作应该是被阻塞的操作,而不是产生MDL锁的操作。

 

接着我们来查看下死锁和事务的相关指标:

A. show engine innodb status;中没有任何死锁的信息

B. information_schema.innodb_trx 、            information_schema.innodb_locks 、information_schema.innodb_lock_waits 的也没有任何形式的锁信息。

 

现在基本又排除了显示的死锁问题,那是从show full processlist中也抓不出任何请求,这里就比较疑惑了,当看了下表的结构式,发现这个表是myisam引擎的,所以上面的两种统计信息里面没有任何值就可以解释了。

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那么其实问题就集中在有未结束的事务上了,这里其实有一个误区,当时跟开发沟通存在未关闭的事务时,开发一直认为不可能,因为myisam表是不支持事务的,只有innodb支持事务。但是对于MDL锁来说,5.5之后引入MDL事务级别的锁不论对myisam还是innodb都是生效的。

 

3.3)查看未提交的事务

之后查看了下系统的事务自动提交的变量,autocommit的值是ON,那说明如果是事务未提交的话只可能是业务主动的开启一个事务,而没有commit。

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为了验证这个猜想,打开了general log,在log中果然发现,业务在开启事务后,把autocommit的值设为0了,导致必须要显示的commit才能提交事务。

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 这时候我们反过头来看一下host为10.49.84.70的连接请求,由于select的执行速度很快,而且访问并不频繁,所以在抽样的show processlist中,状态值大部分时间是“Sleep”,给问题的定位带来了一些迷惑性的干扰。接着我们kill掉了这个进程,果然推积的请求瞬间就执行完成了,也之间印证了刚刚上述推论。

 

3、问题解决
在与开发同学沟通过程中,开发同学说库中是myisam表所以不会主动开启事务,在代码里也没有设置autocommit=0的代码,那么根本原因在哪?

 

当我们定位到这台服务器上的请求都是来自python的定时脚本,使用python 操作mysql的时候,使用了其pymysql模块,但是在进行插入操作的时候,必须使用受到提交事务。Python的pymysql模块默认是会设置autocommit=0的。

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让我们来对比一下其他同样使用python访问的正常连接请求,再断开前都会手动的commit。

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找到原因后有思考了下,是不是可以在建连后就设置autocommit=1呢?这样对于之后新变更的SQL就不要再考虑到手动commit的事情了,可以通过在初始化连接池的时候,对每一个连接进行设置,即

 

三、延伸思考

 

 1、metadata lock
(1)MDL简述

为了在并发环境下维护表元数据的数据一致性,在表上有活动事务(显式或隐式)的时候,不可以对元数据进行写入操作。因此从MySQL5.5版本开始引入了MDL锁(metadata lock),来保护表的元数据信息,用于解决或者保证DDL操作与DML操作之间的一致性。

 

对于引入MDL,其主要解决了2个问题,一个是事务隔离问题,比如在可重复隔离级别下,会话A在2次查询期间,会话B对表结构做了修改,两次查询结果就会不一致,无法满足可重复读的要求;另外一个是数据复制的问题,比如会话A执行了多条更新语句期间,另外一个会话B做了表结构变更并且先提交,就会导致slave在重做时,先重做alter,再重做update时就会出现复制错误的现象。所以在对表进行上述操作时,如果表上有活动事务(未提交或回滚),请求写入的会话会等待在Metadata lock wait 。

 

支持事务的InnoDB引擎表和不支持事务的MyISAM引擎表,都会出现Metadata Lock Wait等待现象。一旦出现Metadata Lock Wait等待现象,后续所有对该表的访问都会阻塞在该等待上,导致连接堆积,业务受影响。

 

(2)常见MDL锁场景

2.1)当前有执行DML操作时执行DDL操作

2.2)当前有对表的长时间查询或使用mysqldump/mysqlpump时,使用alter会被堵住

2.3)显示或者隐式开启事务后未提交或回滚,比如查询完成后未提交或者回滚,DDL会被堵住

2.4)表上有失败的查询事务,比如查询不存在的列,语句失败返回,但是事务没有提交,此时DDL仍然会被堵住

 

2、myisam、innodb对事务的支持
Myisam是不支持事务的,innodb是支持事务的,这个概念其实没有任何问题,但是这里只的都是对于数据的事务性操作的支持,通过如下简单的实验可以很清楚的理解(关于事务的相关概念和解释就不再赘述了,只是想区别一下mysiam不支持事务,但是主动开始事务中对Myisam的操作仍然会产生MDL锁):

 

在隔离级别为RC的情况下:

(1)myisam表

1.1)CREATE TABLE `tb2` (`a` int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=MyISAM;

1.2)Session 1:

       mysql> begin ;

      mysql> insert into tb2(a) value(1);

    (在session2的update之后)

      mysql> select * from tb2;

         +--------+

         |    a     |

        +--------+

         |    3     |

        +--------+

  Session 2:

      mysql> select * from tb2;

        +---------+

        |    a      |

        +---------+

       |    1       |

       +---------+

    mysql> update tb2 set a=3 where a=1;

    mysql> select * from tb2;

       +--------+

        |     a    |

        +--------+

        |    3      |

        +--------+

     mysql> alter table tb2 add b int(11);

     ... hangs ...

(2)innodb表

2.1)CREATE TABLE `tb3` (`a` int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=INNODB;

2.2)Session 1:

      mysql> begin ;

      mysql> insert into tb3(a) value(1);

    Session 2:

       mysql> select * from tb3;

      Empty set (0.00 sec)

 

3、myisam表的另一个BUG
(1)场景

1.1)CREATE TABLE `tb2` (`a` int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=MyISAM;

1.2)Session 1:

        mysql> begin ;

       mysql> select * from tb2;

    Session 2:

       mysql> create table if not exists tb2(a int);

       ... hangs ...

1.3)查看show processlist

    Session 1:Sleep

    Session 2:Waiting for table metadata lock

 

(2)解决方式

 ①session 1上commit或者rollback

 ②另外再开一个session3 ,kill掉可疑连接

 

文章转自公众号:腾讯云数据库

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已于2022-7-14 16:05:08修改
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