上一篇《mysql metadata lock(一)》介绍了为什么引入MDL，MDL作用以及MDL锁导致阻塞的几种典型场景，文章的最后还留下了一个小小的疑问。本文将更详细的介绍MDL，主要侧重介绍MDL的原理和实现。一般而言，商业数据库系统实现锁，一般将锁划分为读锁(共享锁)和写锁(排它锁)，为了进一步提高并发性，还会加入意向共享锁和意向排它锁。但是偏偏mysql的MDL搞地比较复杂，但目的也是为了提高并发度。MDL包含有9种类型，详细参考表1。主要其实也是两大类，只是对共享锁做了进一步细分。
一、MDL的锁类型
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锁名称 |
锁类型 |
说明 |
适用语句 |
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MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
共享锁 |
意向锁，锁住一个范围 |
任何语句都会获取MDL意向锁， 然后再获取更强级别的MDL锁。 |
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MDL_SHARED |
共享锁，表示只访问表结构 |
||
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MDL_SHARED_HIGH_PRIO |
共享锁，只访问表结构 |
show create table 等 只访问INFORMATION_SCHEMA的语句 |
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MDL_SHARED_READ |
访问表结构并且读表数据 |
select语句 LOCK TABLE ... READ |
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MDL_SHARED_WRITE |
访问表结构并且写表数据 |
SELECT ... FOR UPDATE DML语句 |
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MDL_SHARED_UPGRADABLE |
可升级锁，访问表结构并且读写表数据 |
Alter语句中间过程会使用 |
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MDL_SHARED_NO_WRITE |
可升级锁，访问表结构并且读写表数据，并且禁止其它事务写。 |
Alter语句中间过程会使用 |
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MDL_SHARED_NO_READ_WRITE |
可升级锁，访问表结构并且读写表数据，并且禁止其它事务读写。 |
LOCK TABLES ... WRITE |
|
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MDL_EXCLUSIVE |
写锁 |
禁止其它事务读写。 |
CREATE/DROP/RENAME TABLE等DDL语句。 |
表1
二、MDL的兼容性矩阵
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IX |
S |
SH |
SR |
SW |
SU |
SNW |
SNRW |
X |
|
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IX |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
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S |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
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SH |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
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SR |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
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SW |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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SU |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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SNW |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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SNRW |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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X |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
说明：横向表示其它事务已经持有的锁，纵向表示事务想加的锁
三、几种典型语句的加(释放)锁流程
1.select语句操作MDL锁流程
1）Opening tables阶段，加共享锁
a) 加MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 加MDL_SHARED_READ锁
2）事务提交阶段，释放MDL锁
a) 释放MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 释放MDL_SHARED_READ锁
2. DML语句操作MDL锁流程
1）Opening tables阶段，加共享锁
a) 加MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 加MDL_SHARED_WRITE锁
2）事务提交阶段，释放MDL锁
a) 释放MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 释放MDL_SHARED_WRITE锁
3. alter操作MDL锁流程
1）Opening tables阶段，加共享锁
a) 加MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 加MDL_SHARED_UPGRADABLE锁，升级到MDL_SHARED_NO_WRITE锁
2）操作数据，copy data，流程如下：
a) 创建临时表tmp，重定义tmp为修改后的表结构
b) 从原表读取数据插入到tmp表
3）将MDL_SHARED_NO_WRITE读锁升级到MDL_EXCLUSIVE锁
a) 删除原表，将tmp重命名为原表名
4）事务提交阶段，释放MDL锁
a) 释放MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁
b) 释放MDL_EXCLUSIVE锁
四、典型问题分析。
一般而言，我们关注MDL锁，大部分情况都是线上出现异常了。那么出现异常后，我们如何去判断是MDL锁导致的呢。监视MDL锁主要有两种方法，一种是通过show processlist命令，判断是否有事务处于“Waiting for table metadata lock”状态，另外就是通过mysql的profile，分析特定语句在每个阶段的耗时时间。
抛出几个问题：
- select 与alter是否会相互阻塞
- dml与alter是否会相互阻塞
- select与DML是否会相互阻塞
结合第三节几种语句的上锁流程，我们很容易得到这三个问题的答案。语句会在阻塞在具体某个环节，可以通过profile来验证我们的答案是否正确。
第一个问题，当执行select语句时，只要select语句在获取MDL_SHARED_READ锁之前，alter没有执行到rename阶段，那么select获取MDL_SHARED_READ锁成功，后续有alter执行到rename阶段，请求MDL_EXCLUSIVE锁时，就会被阻塞。rename阶段会持有MDL_EXCLUSIVE锁，但由于这个过程时间非常短(大头都在copy数据阶段)，并且是alter的最后一个阶段，所以基本感觉不到alter会阻塞select语句。由于MDL锁在事务提交后才释放，若线上存在大查询，或者存在未提交的事务，则会出现ddl卡住的现象。这里要注意的是，ddl卡住后，若再有select查询或DML进来，都会被堵住，就会出现threadrunning飙高的情况。
第二个问题，alter在opening阶段会将锁升级到MDL_SHARED_NO_WRITE，rename阶段再将升级为MDL_EXCLUSIVE，由于MDL_SHARED_NO_WRITE与MDL_SHARED_WRITE互斥，所以先执行alter或先执行DML语句，都会导致语句阻塞在opening tables阶段。结合第一个和第二个问题，就可以回答《mysql metadata lock(一)》的疑问了。
第三个问题，显然，由于MDL_SHARED_WRITE与MDL_SHARED_READ兼容，所以它们不会因为MDL而导致等待的情况。具体例子和profile分析可以参考《mysql metadata lock(一)》。