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这个 MySQL 问题困扰了我一个月，现在终于把他解决了

news 来源：原创 2024/5/3 12:22:20

最近在追《东八区的先生们》，真是一部不错的青春剧。

可以比肩姜老师心目中另两部的神剧《奋斗》和《蜗居》。

不过《东八区的先生们》豆瓣评分仅2.1分，创评分新低。

只能感叹主演张翰观众缘不佳......不能多说，说多了可能会得罪某种可怕势力。

在追剧的这一个月中，团队小伙伴线上遇到了一个“吊诡”的问题，很值得深思和举一反三，故今天拿来和各位同学分享。

问题1

首先，姜老师先来问一个问题： 如何获得 MySQL 数据库中最近5分钟更新过的表 ？

别看这个问题简单，然而大部分同学并不一定能答上来。

给同学们3分钟的思考时间。

时间到！

这个问题的本质是涉及到对于 MySQL 元数据字典表的了解。

关于 MySQL 的元数据字典表有两张，一张是mysql数据库下的表 innodb_table_stats，另一张是 information_schema 数据库下的表 TABLES。

有经验的 DBA 知道元数据字典表 innodb_table_stats 是 InnoDB 存储引擎，而元数据字典表 TABLES 在 5.7 版本中是 Memory 引擎。

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因此，通常查询表 innodb_table_stats 的速度会快很多，并且该表也有 last_update 字段，可用于查询最近5分钟发生修改的表（假设我们只需知道 InnoDB 的表），如：

SELECT * FROM innodb_table_stats
WHERE last_update > DATE_SUB(NOW(), INTERVAL 5 MINUTES)
AND last_update =< NOW()

然而，很可惜，查询元数据字典表 innodb_table_stats 是错的！

很简单，看下面这个简单的例子：

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可以看到对表 t 进行变更后，元数据字典表中的 last_update 值并没有发生变化。

这是因为对于元数据字典表 innodb_table_stats 的更新是有条件的，只有当表中的超过 10% 的记录发生变更时，才会触发更新！

另外，虽然文档中说可以通过命令 FLUSH TABLE tbl_name 触发手动重新统计表的元数据信息，但是根据姜老师的测试发现，貌似也没有触发。

当然，这不是关键，因为我们要获取的最近 5 分钟内发生变更过的数据，即通过 1 条 SQL 取得所有发生变更的表名。

所以，我们的目标不得不转向 information_schema 数据库下的表 TABLES。

虽然该表的存储引擎为 Memroy ，但他是实时更新的。如：

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可以看到插入记录后，表 t 的最后修改时间从15:17:59 变为了 17:24:04，是最新变更的时间。

所以，查询最近5分钟发生变化的表，可以通过下面的命令：

SELECT * FROM information_schema.TABLES
WHERE (update_time > DATE_SUB(NOW(), INTERVAL 5 MINUTES)
    AND update_time =< NOW())

问题2

接着的问题是，为什么表 TABLES 可以实时更新？实时更新的代价不是会很大么？

再给同学们3分钟的思考时间。

时间到。

这是因为表 innodb_table_stats 需要持久化到磁盘，每次表变更就更新元数据字典表的话，会导致开销增大。

而表 TABLES 是元数据字典表内存数据结构的一种映射，并通过 Memroy 引擎绑定将最后的数据显示出来而已。

InnoDB 存储引擎中对于表的元数据字典结构定义为 dict_table_t，其大致定义如下所示：

struct dict_table_t {
  table_name_t    name;
  time_t          update_time;
  ...
}

问题3

然而，在使用表 TABLES 的过程中，我们发现在某台 MySQL 实例上发生了一个”诡异“的现象：

表 TABLES 中某些记录的 update_time 字段会诡异地从非 NULL 值更新为 NULL 值

上述现象导致统计 5 分钟内发生变更表的遗漏，最终产生了另一个服务的错误。

但是，小伙伴通过源码阅读发现这个现象是一个正常的现象！

因为 InnoDB 存储引擎层面存储表的元数据字典信息 dict_table_t 在内存中其实一个 LRU 的数据结构：

struct dict_sys_t{
  UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_table_t) table_LRU;
  ...
}


struct dict_table_t {
  table_name_t    name;
  UT_LIST_NODE_T(dict_table_t)    table_LRU;
  time_t          update_time;
  ...
}

而 InnoDB 存储引擎的 Master 后台线程会定期进行扫描，确保这个 LRU 链表中元字典数据表的数量不要超过参数 table_definition_cache

而参数 table_definition_cache 设置的值为 4000，这意味着若 5 分钟内有超过 4000 张表发生过打开，又或有超过 4000 张表发生修改，那么其中某些表就会被从 LRU 链表中移除。

待下次读取表的元数据字典信息时，会重新分配和初始化表的元数据字典对象，而这时 update_time 就会显示为 NULL，从而导致统计出错。

分析完原因后，要解决上述问题就很简单了，只需要调大参数 table_definition_cache 即可。

但参数调大后，意味着 MySQL 的内存使用率会增大。

虽然 dict_table_t 结构本身只占用不到 700 字节，但这个结构中还有列名信息，索引元数据字典信息等：

struct dict_table_t {
  table_name_t    name;
  UT_LIST_NODE_T(dict_table_t)    table_LRU;
  time_t          update_time;
  const char*     col_names;
  UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_index_t)  indexes;
  ...
}

如果表的列很多很长，表上的索引数量也较多，那么数据库实例占用的内存会更大。

所以同学们线上一定要预留足够的内存空间，否则可能会产生 OOM 的问题。

以上。

今日思考题

1. 元数据字典信息中表的数量会超过参数 table_definition_cache 的设置么？为什么？

2. 参数 table_definition_cache 应该设置到多大才合理？是否有监控可以统计到被刷出 LRU 列表的次数？

3. 表 information_schema.TABLES 底层实现上，MySQL 8.0 和 5.7 有何不同？

4. 在 MySQL 8.0 版本中使用表 information_schema.TABLES ，需要注意哪个参数？否则可能会导致查询不及时呢？

5. 表最后更新的时间 last_update 是在 InnoDB 源码哪个函数中被修改的？