作者：高鹏（网名八怪）
文章末尾有他著作的《深入理解 MySQL 主从原理 32 讲》，深入透彻理解 MySQL 主从，GTID 相关技术知识。
本文来源：转载自公众号-老叶茶馆，
（作者：https://www.jianshu.com/p/40bef28e84cf）
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背景
今天遇到一个朋友的线上问题，大概意思就是说，我有一个线上的大事务大概 100G 左右，正在做回滚，当前看起来似乎影响了线上的业务，并且回滚很慢，是否可以减轻对线上业务的影响。并且朋友已经取消了双 1 设置，但是没有任何改观。版本：MySQL 5.6
首先我们需要知道的是，MySQL 并不适合大事务，大概列举一些 MySQL 中大事务的影响：
- binlog 文件作为一次写入，会在 sync 阶段消耗大量的 IO，会导致全库 hang 主，状态大多为 query end。
- 大事务会造成导致主从延迟。
- 大事务可能导致某些需要备份挂起，原因在于 flush table with read lock，拿不到 MDL GLOBAL 级别的锁，等待状态为 Waiting for global read lock。
- 大事务可能导致更大 Innodb row 锁加锁范围，导致 row 锁等待问题。
- 回滚困难。
基于如上一些不完全的列举，我们应该在线上尽可能的避免大事务。好了我们下面来进行问题讨论。
分析
一、问题
前面已经说了，我们已经取消了双 1 设置，所谓的双 1 就是 sync_binlog=1 和 innodb_flush_log_at_trx_commit=1。这两个参数线上要保证为 1，前者保证 binlog 的安全，后者保证 redo 的安全，它们在数据库 crash recovery 的时候起到了关键作用，不设置为双 1 可能导致数据丢失。具体的参数含义不做过多讨论。但是这里的问题是即便取消了双 1，没有任何改观，因此似乎说明 IO问题不是主要瓶颈呢？
下面我们来看几个截图：
- vmstat 截图
- iostat 截图
- top -Hu截图
我们重点观察 vmstat 的 r 和 b 列发现，IO 队列没有什么问题，并且 wa% 并不大。我们观察 iostat 中的 %util 和读写数据大小来看问题不大，并且 tps 远没达到极限（SSD 盘）。我们 top -Hu 可以观察到 %us 不小，并且有线程已经打满了（99.4%CPU）一个 CPU 核。 因此我们可以将方向转为研究 CPU 瓶颈的产生，希望能够对问题有帮助，然后从提供的 perf top 中我们有如下发现：
好了我们将问题先锁定到 lock_number_of_rows_locked 这个函数上。
二、函数 lock_number_of_rows_locked 的作用
朋友用的 5.6，但是我这里以 5.7.26 的版本进行描述。然后下一节描述 5.6 和 5.7 算法上的关键差异。不知道大家是否注意过 show engine innodb status 中的这样一个标志：
这个标记就来自函数 lock_number_of_rows_locked，含义为当前事务加行锁的行数。而这个函数包裹在函数 lock_print_info_all_transactions 下面，lock_print_info_all_transactions 函数是打印我们通常看到 show engine innodb status 中事务部分的核心参数。我们来看一下简单的流程：
PrintNotStarted print_not_started(file);//建立一个结构体，目的是做not start 事务的打印
ut_list_map(trx_sys->mysql_trx_list, print_not_started); //这个地方打印出那些事务状态是no start的事务。mysql_trx_list是全事务。
consttrx_t* trx;
TrxListIterator trx_iter; //这个迭代器是trx_sys->rw_trx_list 这个链表的迭代器
consttrx_t* prev_trx = 0;
/* Control whether a block should be fetched from the buffer pool. */
bool load_block = true;
bool monitor = srv_print_innodb_lock_monitor && (srv_show_locks_held != 0);
while((trx = trx_iter.current()) != 0) { //通过迭代器进行迭代 ，显然这里不会有只读事务的信息，全部是读写事务。
...
/* If we need to print the locked record contents then we
need to fetch the containing block from the buffer pool. */
if(monitor) {
/* Print the locks owned by the current transaction. */
TrxLockIterator& lock_iter = trx_iter.lock_iter();
if(!lock_trx_print_locks( //打印出锁的详细信息
file, trx, lock_iter, load_block))
简单的说就是先打印哪些处于 not start 的事务，然后打印那些读写事务的信息，当然我们的回滚事务肯定也包含在其中了，需要注意的是只读事务 show engine 不会打印。对于处于回滚状态的事务我们可以在 show engine 中观察到如下信息：
函数 trx_print_low 可以看到大部分的信息，这里就不详细解释了。既然如此我们需要明白 lock_number_of_rows_locked 是如何计算的，下面进行讨论。
三、函数 lock_number_of_rows_locked 的算法变化
上面我们说了函数 lock_number_of_rows_locked 函数会打印出当前事务加行锁的行数。那么我们来看一下 5.6 和 5.7 算法的不同。
5.7.26
实际上只有如下一句话：
return(trx_lock->n_rec_locks);
我们可以看到这是返回了一个计数器，而这个计数器的递增就是在每行记录加锁后完成的，在函数 lock_rec_set_nth_bit 的末尾可以看到 ++lock->trx->lock.nreclocks，因此这是一种预先计算的机制。因此这样的计算代价很低，也不会由于某个事务持有了大量的锁，而导致计算代价过高。
5.6.22
随后我翻了一下 5.6.22 的代码，发现完全不同如下：
for(lock= UT_LIST_GET_FIRST(trx_lock->trx_locks); //使用for循环每个获取的锁结构
lock!= NULL;
lock= UT_LIST_GET_NEXT(trx_locks, lock)) {
if(lock_get_type_low(lock) == LOCK_REC) { //过滤为行锁
ulint n_bit;
ulint n_bits = lock_rec_get_n_bits(lock);
for(n_bit = 0; n_bit < n_bits; n_bit++) {//开始循环每一个锁结构的每一个bit位进行统计
if(lock_rec_get_nth_bit(lock, n_bit)) {
n_records++;
}
}
}
}
return(n_records);
我们知道循环本身是一种 CPU 密集型的操作，这里使用了嵌套循环实现。因此如果在 5.6 中如果出现大事务操作了大量的行，那么获取行锁记录的个数的时候，将会出现高耗 CPU 的情况。
四、原因总结和解决
有了上面的分析我们很清楚了，触发的原因有如下几点：
MySQL 5.6 版本
有大事务的存在，大概 100G 左右的数据加行锁了
使用了 show engine innodb status
这样当在统计这个大事务行锁个数的时候，就会进行大量的循环操作。从现象上看就是线程消耗了大量的 CPU 资源，并且处于 perf top 的第一位。
知道了原因就很简单了，找出为频繁使用 show engine innodb status 的监控工具，随后业务全部恢复正常，IO 利用率也上升了如下：
当然如果能够使用更新的版本比如 5.7 及 8.0 版本将不会出现这个问题，可以考虑使用更高版本。分析性能问题需要首先找到性能的瓶颈然后进行集中突破，比如本例中 CPU 资源消耗更加严重。也许解决问题就在一瞬间。
五、其他
最后通过朋友后面查询的 bug 如下：https://bugs.mysql.com/bug.php?id=68647 发现印风（翟卫翔）已经在多年前提出过了这个问题，并且做出了修改意见，并且这个修改意见官方采纳了，也就是上面我们分析的算法改变。经过印风（翟卫翔）的测试有 bug 中有如下描述：
- From perf top, function locknumberofrowslocked may occupy more than 20% of CPU sometimes
也就是 CPU 消耗会高达 20%。
下面是 5.7.26 调用栈帧：
最后推荐高鹏的专栏《深入理解 MySQL 主从原理 32 讲》，想要透彻了解学习 MySQL 主从原理的朋友不容错过。