author：sufei
版本：mysql 8.0.18
说明：本文主要记录DDL NOWAIT功能，实现以及测试。
一、生产MDL锁问题
MySQL数据库为了保证表结构的完整性和一致性，服务层提供了一套MDL锁机制，对表的所有访问都需要获得相应级别的MDL锁，从而保护表的元数据。但是在生产中会出现如下情况：
会话1：（忘记提交）
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> select * from test.t1;
+----+-------+
| id | name |
+----+-------+
| 1 | tom |
| 2 | herry |
+----+-------+
2 rows in set (0.00 sec)
会话2：
mysql> alter table test.t1 add age int default 0;
阻塞
从而造成其他会话，无论是读还是写，都无法操作该表。如下会话3：
mysql> select * from test.t1;
阻塞
而且此时通过show processlist查看仅仅看到大量的Waiting for table metadata lock，并且真正阻塞的会话1在show processlist并没有显示任何信息，如下：
mysql> show processlist;
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
| Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
| 4 | event_scheduler | localhost | NULL | Daemon | 997 | Waiting on empty queue | NULL |
| 7 | root | localhost | test | Sleep | 974 | | NULL |
| 8 | root | localhost | test | Query | 5 | Waiting for table metadata lock | alter table test.t1 add age int default 0 |
| 11 | root | localhost | NULL | Query | 0 | starting | show processlist |
| 13 | root | localhost | NULL | Query | 2 | Waiting for table metadata lock | select * from test.t1 |
+----+-----------------+-----------+------+---------+------+---------------------------------+-------------------------------------------+
5 rows in set (0.00 sec)
## 真正阻塞的线程为Id=7，此时其状态为sleep
总结如下：
会话1在事务中对t1表进行了查询，那么其将获取t1表的MDL_SHARED_READ级别MDL锁。而锁一直持续到commit结束，才能释放。
会话2如果此时对t1表进行DDL操作，需要获取t1表的MDL_EXCLUSIVE级别MDL锁，因为MDL_SHARED_READ与MDL_EXCLUSIVE不相容，所以会话2被阻塞，然后进入等待队列。
-
同样，如果此时会话3对t1表做查询，因为等待队列中有MDL_EXCLUSIVE级别MDL锁请求，所以会话3也将也被阻塞，进入等待队列。
这种情况是目前比较常见的情况，因为数据库开发者无法确保每一位数据库使用者及时进行事务提交。从而操作整个数据库因为MDL锁导致业务不可用，同时在排查问题时（如果相关的performance没有开启，通常生产并未开启），由于show processlist中显示的为大量Waiting for table metadata lock，往往真正造成阻塞的线程从信息中并不显目。
二、NOWAIT思路
MySQL 8.0.1在select语法中给出了NOWAIT特性([官方博客](https://mysqlserverteam.com/mysql-8-0-1-using-skip-locked-and-nowait-to-handle-hot-rows/))，也就是我们可以在查询时如果需要等待行锁，则立即退出报错。这种特性其实也可以用在MDL锁，这样我们如果在进行DDL语句时，通过NOWAIT检测一下是否有相关元数据锁等待，如果有则立即退出，这样运维人员即可及时判断出能否进行ddl操作，而不至于在执行ddl时，造成大量业务中断。
DDL NOWAIT虽然并没有解决真正DDL过程中的阻塞问题，但避免了因为DDL操作没有获取锁，进而导致业务其他查询/更新语句阻塞的问题。下面简要说明其实现：
我们要实现的目标是支撑如下语法：
alter table test.t1 nowait add age int default 0;
当存在nowait关键字，则在执行ddl语句时，遇到mdl锁不进行等待
- 首先在sql_yacc.yy语法文件添加相关语法支持，大致如下：
alter_table_stmt:
ALTER TABLE_SYM table_ident NOWAIT_SYM opt_alter_table_actions
{
$$= NEW_PTN PT_alter_table_stmt(
YYMEM_ROOT,
$3,
true,
$5.actions,
$5.flags.algo.get_or_default(),
$5.flags.lock.get_or_default(),
$5.flags.validation.get_or_default());
}
| ALTER TABLE_SYM table_ident opt_alter_table_actions
{
$$= NEW_PTN PT_alter_table_stmt(
YYMEM_ROOT,
$3,
false,
$4.actions,
$4.flags.algo.get_or_default(),
$4.flags.lock.get_or_default(),
$4.flags.validation.get_or_default());
}
| ALTER TABLE_SYM table_ident standalone_alter_table_action
{
$$= NEW_PTN PT_alter_table_standalone_stmt(
YYMEM_ROOT,
$3,
$4.action,
$4.flags.algo.get_or_default(),
$4.flags.lock.get_or_default(),
$4.flags.validation.get_or_default());
}
;
- 在各ddl语法树根类中添加是否支持nowait标记字段，如在PT_alter_table_stmt类中定义成员变量
const bool not_wait_mdl_action;
- 在进行ddl操作的实际获取DML锁时，如果not_wait_mdl_action为ture则不进行等待，如在mysql_alter_table函数中获取元数据锁时，调整acquire_lock函数的timeout参数为0，如下
/*
mdl_request为要求获得锁的类型
lock_wait_timeout
*/
bool MDL_context::acquire_lock(MDL_request *mdl_request,
Timeout_type lock_wait_timeout)
通过上述源码修改，基本实现如下功能：
当DDL语句指定了nowait，如果获取DML失败，客户端将得到报错信息：
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
三、实验
| 步骤 | 会话1 | 会话2 |
|---|---|---|
| 1 |
nowait_1
开启事务，但忘记提交 |
|
| 2 |
nowait_2
如果未添加nowait关键字，则阻塞； 此时ddl添加了nowait属性，直接报错。 |
|
| 3 |
nowait_3
事务提交 |
|
| 4 |
nowait_4
可以立即获得DML锁，ddl语句执行成功。 |