MySQL · 特性分析 · MDL 实现分析

2022-12-01 10:38:54

http://mysql.taobao.org/monthly/2015/11/04/

前言

在MySQL中，DDL是不属于事务范畴的，如果事务和DDL并行执行，操作相关联的表的话，会出现各种意想不到问题，如事务特性被破坏、binlog顺序错乱等，为了解决类似这些问题，MySQL在5.5.3引入了MDL锁(Metadata Locking)，关于其设计思路可以参考这两个worklog：WL#3726 和 WL#4284。本篇从代码实现角度对MDL进行分析。

重要数据结构

MDL 是在 MySQL server 层实现的一个模块，通过对外接口和server层其它模块进行交互，在sql/mdl.h和sql/mdl.cc中实现。

  1. enum_mdl_type，枚举类型，表示MDL锁的类型，目前一共9种

     * MDL_INTENTION_EXCLUSIVE           IX         // 意向X锁，只用于scope 锁
    
 * MDL_SHARED                        S          // 只能读metadata，当能读写数据，如检查表是否存在时用这个锁
    
 * MDL_SHARED_HIGH_PRIO              SH         // 高优先级S锁，可以抢占X锁，只能读metadata，不能读写数据，用于填充INFORMATION_SCHEMA，或者show create table时
    
 * MDL_SHARED_READ                   SR         // 可以读表数据，select语句，lock table xxx read 都用这个
    
 * MDL_SHARED_WRITE                  SW         // 可以更新表数据，insert，update，delete，lock table xxx write, select for update，
    
 * MDL_SHARED_UPGRADABLE             SU         // 可升级锁，可以升级为SNW或者X锁，ALTER TABLE第一阶段会用到
    
 * MDL_SHARED_NO_WRITE               SNW        // 可升级锁，其它线程能读metadata，数据可读不能读，持锁者可以读写，可以升级成X锁，ALTER TABLE的第一阶段
    
 * MDL_SHARED_NO_READ_WRITE          SNRW       // 可升级锁，其它线程能读metadata，数据不能读写，持锁者可以读写，可以升级成X锁，LOCK TABLES xxx WRITE
    
 * MDL_EXCLUSIVE                     X          // 排它锁，禁止其它线程的所有请求，CREATE/DROP/RENAME TABLE

  2. enum_mdl_duration，枚举类型，表示持有MDL锁的时间

     * MDL_STATEMENT         // 语句范围的，语句结束自动释放
    
 * MDL_TRANSACTION       // 事务范围的，事务结束时自动释放
    
 * MDL_EXPLICIT          // 显式锁，由lock tables xxx read 这种获取，需要通过unlock tables释放

  3. MDL_key, 对MDL锁的一个标识，是个三元组：namespace + db_name + table_name

     * m_ptr                  // 字符串数组，三元组就存在这里
    
 - enum_mdl_namespace     // 内部定义的一个枚举类型，表示加锁对象的类型
    
     * GLOBAL             // 全局读锁，FLUSH TABLES WITH READ LOCK
    
     * SCHEMA             // 数据库锁
    
     * TABLE              // 表锁
    
     * FUNCTION           // 函数锁
    
     * PROCEDURE          // 存储过程
    
     * TRIGGER            // 触发器
    
     * EVENT              // event事件
    
     * COMMIT             // 全局commit锁，FLUSH TABLES WITH READ LOCK

  4. MDL_request, 线程的锁请求，这个会发送给MDL子系统，包含加锁对象（MDL_key）、加什么类型锁（enum_mdl_type）、锁持有时间（enum_mdl_duration）等信息

     * type                    // 类型是enum_mdl_type，表示锁请求的类型
    
 * duration                // 类型是enum_mdl_duration，表示锁的持有时间
    
 * next_in_list            // 当前线程中下一个MDL_request指针，和prev_in_list一起所有MDL_request串起来，形成双向链表
    
 * prev_in_list            // 见上
    
 * ticket                  // 加锁成功后，MDL模块会返回一个ticket
    
 * key                     // MDL_key

  5. MDL_ticket, MDL子系统内部对加锁请求或已获得锁的表示，对MDL来说非常重要，同时是MDL_wait_for_subgraph的子类，线程的锁等待图就通过ticket构建出来。

     * next_in_context          // 和prev_in_context一起构造在当前context下所有的ticket双向链表
    
 * prev_in_context          // 见上
    
 * next_in_lock             // 和prev_in_lock一起构造当前MDL_lock的等待和持有ticket双向链表
    
 * prev_in_lock             // 见上
    
 - has_pending_conflicting_lock  // 当前ticket的锁类型是否和对应MDL锁的等待队列中的锁冲突
    
 - is_upgradable_or_exclusive    // 是否是可以升级或者互斥锁
    
 - has_stronger_or_equal_type    // 当前ticket对应的锁和指定的锁比较是否更强（如X比S强）
    
 - is_incompatible_when_granted  // 是否能加锁
    
 - is_incompatible_when_waiting  // 是否比等待队列中的tciket类型优先级更高
    
 - accept_visitor                // 死锁检测用到
    
 - get_deadlock_weight           // 拿一个死锁权重，死锁检测用
    
 * m_type                        // 锁类型
    
 * m_duration                    // 持有时间，debug 模式下有效
    
 * m_ctx                         // 指向所属context
    
 * m_lock                        // 指向请求的锁对象

  6. MDL_wait，锁等待实现，当拿不到锁时就要进入等待，等待的结果也存在这里面

     - enum_wait_status       // 锁等待退出时的状态
    
     * EMPTY              // 初始化值
    
     * GRANTED            // 加锁成功，拿到锁
    
     * VICTIM             // 等待的时候，死锁检测发现死锁，当前线程选为victim，加锁失败
    
     * TIMEOUT            // 加锁超时，加锁失败
    
     * KILLED             // 连接被kill，加锁失败
    
 - timed_wait             // 等待的实现，条件变量+超时

  7. MDL_context，在MDL子系统中，对应一个线程，thd和MDL系统交互就通过这个类实现

     - try_acquire_lock                       // 尝试加锁，加锁失败就返回，没有死锁检测
    
 - acquire_lock                           // 加一个锁，和上面的区别是多了死锁检测
    
 - acquire_locks                          // 一次性加多个排它锁，要么成功，要么全失败
    
 - upgrade_shared_lock                    // 升级共享锁
    
 - clone_ticket                           // clone 出一个 ticket
    
 - release_all_locks_for_name             // 把当前线程对某个对象加的所有MDL锁都释放掉
    
 - release_lock                           // 释放单个锁
    
 - is_lock_owner                          // 是否持有某个对象的锁
    
 - has_lock                               // 线程是否否在savepoint之前持有指定的锁
    
 - has_locks                              // 当前线程是否持有锁
    
 - set_explicit_duration_for_all_locks    // 锁的时间范围都置为显式
    
 - set_transaction_duration_for_all_locks // 锁的时间范围都置为事务
    
 - set_lock_duration                      // 设置锁的时间范围
    
 - release_statement_locks                // 释放所有语句时间范围的锁
    
 - release_transactional_locks            // 释放所有事务时间范围的锁
    
 - rollback_to_savepoint                  // MDL 锁回滚到某个savepoint
    
 - get_deadlock_weight                    // 死锁时拿一个权重值，以此来判断对应线程是否要做为victim
    
 * m_wait                                 // 锁等待
    
 * m_tickets                              // 指针数组，每个元素指向一个ticket链表，分别对应当前线程的语句范围锁、事务范围锁和显式锁
    
 * m_owner                                // 指向thd的指针
    
 * m_waiting_for                          // 当前线程正在等待的锁
    
 - find_ticket                            // 在当前线程ticket链表中查找一个ticket
    
 - release_locks_stored_before            // 释放ticket链表上在某个ticket之前所有ticket
    
 - find_deadlock                          // 检测是否有死锁
    
 - visit_subgraph                         // 和死锁检测相关

  8. MDL_map，MDL_key 到 MDL_lock 的一个映射，MDL模块内部用，MDL系统所有锁都放在这个Map里

     - init                       // 初始化
    
 - destroy
    
 - find_or_insert             // 查找对应的MDL_lock，没有的话新建并插入
    
 - remove                     // 移除MDL_lock
    
 * m_partitions               // MDL_map 分区
    
 * m_global_lock              // 预先分配的全局读锁
    
 * m_commit_lock              // 预先分配的全局commit锁

  9. MDL_map_partition，为了提升MDL模块的扩展性，把原本的一个MDL_map分成多个分区，每个分区就是一个 MDL_map_partition

     - find_or_insert                   // 当前分区中查找对应的MDL_lock，没有的话新建并插入
    
 - remove                           // 在当前分区中移除MDL_lock
    
 - move_from_hash_to_lock_mutex     // 锁转换，释放对分区的加锁(MDL_map_partition::m_mutex)，获取lock对象的锁(MDL_lock::m_rwlock)
    
 * m_mutex                          // 对分区对象的一个保护锁，修改当前分区要拿到这个锁
    
 * m_unused_locks_cache             // 释放掉的锁对象的一个缓存，不用再新分配内存

  10. MDL_lock，MDL锁对象，对于一个key组合（三元组），整个系统只有一个锁对象，不管请求的key是什么类型，什么时间范围

    - Ticket_list                      // 一个内部嵌套类，用于表示当前MDL锁相关的ticket列表，是个list
    
    - add_ticket                   // 增加 ticket
    
    - remove_ticket                // 移除 ticket
    
    - is_empty                     // list 是不是空的
    
    - clear_bit_if_not_in_list     // 如果当前list中没有某种类型的ticket，就把对应的位清掉
    
    * m_list                       // 存放ticket的list
    
    * m_bitmap                     // 标识当前list中所有ticket类型对应bit位的bitmap，实例是个short类型
    
* key                              // 当前锁对应的MDL_key
    
* m_rwlock                         // 对MDL_lock锁对象的保护锁
    
- has_pending_conflicting_lock     // 已经授权的ticket是否和等待队列中的ticket不兼容
    
- can_grant_lock                   // 能否加锁，先和等待队列进行优先级比较，然后看和已授权的锁是否兼容
    
- reschedule_waiters               // 当持有当前锁的ticket释放或者降级时，会调用下，看等待队列里是否有ticket此时可以获取锁
    
- remove_ticket                    // 从指定队列中移出ticket
    
- visit_subgraph                   // 死锁检测相关
    
- needs_notification               // 是否需要通知其它线程，当前ticket的锁情况
    
- notify_conflicting_locks         // 通知其它线程，有一个高级的锁请求
    
- hog_lock_types_bitmap            // 标识哪种锁是高级锁
    
* m_granted                        // 已经获得当前MDL锁的ticket队列
    
* m_waiting                        // 等待当前MDL锁的ticket队列
    
* m_hog_lock_count                 // 高级锁可以连接拿得锁的个数，超过这个数目就要给低级锁让路，防止低级锁饿死
    
* m_ref_usage                      // 和下面2个变量一起，为了提高锁的扩展性
    
* m_ref_release
    
* m_is_destroyed
    
* m_version                        // 用于判断锁对象是否被放入unsed队列
    
* m_map_part                       // 当前MDL锁所在的MDL_map 分区

  11. MDL_scoped_lock，MDL_lock的一个子类，主要用于对schema加MDL锁，全局读锁和全局commit锁也是这种类型。

  12. MDL_object_lock，MDL_lock的另一个子类，除了MDL_scoped_lock外，其它都用这个(table、fucntion等)，只有 MDL_object_lock 可以缓存。

总结下，上面这些类中，MDL_key 和 MDL_request 都是POD，用来保存信息的；MDL_context是MDL子系统和线程交互的接口，一个对象对应一个线程；MDL_map、MDL_map_partition 和 MDL_lock 都是MDL子系统内部实现细节，对server层其它部分不可见；MDL_ticket 表示线程对MDL_lock持有的某种锁。

MDL锁可以从不同角度进行分类：

  1. namespace，如GLOBAL、SCHEMA、TABLE等；
  2. 锁的持续时间，如transaction、显式等；
  3. 锁的兼容性，如S、X、SH等；
  4. 锁的实现类，如scope，object等；

可以看作是MDL锁的不同属性，大家不要搞乱了 :-)

模块初始化

整个MDL模块的初始化是在mysqld启动时进行的，初始化逻辑在 MDL_map::init() 中，做的事情也比较简单：

  1. 初始化两个全局MDL锁，global lock 和 commit lock，两者都是类型都是MDL_scoped_lock；
  2. 分配metadata_locks_hash_instances个map分区，为了解决MDL模块全局锁竞争问题，在5.6.8对MDL锁做了分区(commit)，通过metadata_locks_hash_instances配置指定用多少个分区，默认是8个。

加锁

加锁就是server的线程（thd）向MDL模块获取对应锁的ticket过程，加锁成功标志是MDL模块返回一个对应的ticket，大致逻辑如下：

  1. 线程解析SQL语句，根据语义对每一个表对象设置TABLE_LIST.mdl_request，如对普通的select语句 TABLE_lsit.mdl_request.type 就是MDL_SHARED_READ，可以参考函数st_select_lex::set_lock_for_tables()；
  2. 线程在打开每个表之前，会请求和这个表对应的MDL锁，通过 thd->mdl_context.acquire_lock() 等接口将mdl_request请求发给MDL模块;
  3. MDL模块根据请求类型和已有的锁来判断请求能否满足，如果可以就返回一个ticket；如果不可以就等待，等待结果可以是成功（别的线程释放了阻塞的MDL锁）或者失败（超时、连接被kill或者被死锁检测选为victim）；
  4. 线程根据MDL模块的返回结果，决定继续往下走还是报错退出。

需要注意的是，MDL锁并不是对表加锁，而是在加表锁前的一个预检查，如果能拿到MDL锁，下一步加相应的表锁。

下面对MDL模块中的主要加锁方法进行介绍。

MDL_context::find_ticket
这是一个shortcut方法，加锁的时候先检查当前线程是否已持有对应key的MDL锁，并且这个锁的类型不比请求的低，那么就不需要经过MDL系统再分配一个ticket出来（这个比较复杂，代价较高），直接使用已有的ticket，或者clone一个。

举个例子:

1. begin;

2. insert into t1 values (1);

3. insert into t1 values (2);

   ...

在上面的语句序列中，执行语句3的时候就不需要再走一遍复杂的加锁逻辑，因为语句2已经成功拿到t1表的ticket，类型都是MDL_SHARED_WRITE，并且MDL锁时间范围也一样（transaction），这个时候直接用已有的ticket，甚至不用clone。

MDL_context::clone_ticket
经过检测发现可以直接使用已有的ticket，比如上面的MDL_context::find_ticket发现了可以复用的ticket，但是锁时间范围不一致，为了确保已经有锁释放时，不影响现在请求的，就clone一个ticket。

1. begin;

2. insert into t1 values (1);

3. handler t1 open;

   ...

在上面的语句序列中，执行语句3的时候，发现有可以复用的ticket（语句2的ticket），但是handler需要的MDL锁是显式的，而语句2取得的ticket是事务时间范围的，事务完成后就会释放，为了避免handler的MDL锁被提前释放，因此单独clone一个出来用。

MDL_context::try_acquire_lock_impl
无等待的加锁，如果发现有冲突导致加锁失败，直接退出。会先调用MDL_context::find_ticket看是否有可以复用的ticket，有的话就返回成功，如果没有就看能否加锁，能加的话也返回成功，不能加也直接返回(同时返回一个ticket给调用者)。

MDL_context::acquire_lock
主加锁函数，调试MDL锁相关问题时，给这个函数加断点比较有效。先调用MDL_context::try_acquire_lock_impl，如果加锁失败就进入等待加锁逻辑：

  1. 将MDL_context::try_acquire_lock_impl返回的ticket放进MDL_lock的等待队列；
  2. 触发一次死锁检测（后面会详细介绍）；
  3. 进入等待，这个时候如果我们show processlist就会看到”Waiting for table metadata lock”之类state。等待又分为2种：
    • 定时检查等待: 如果当前请求的锁是比较高级的（对于MDL_object_lock是比MDL_SHARED_NO_WRITE类型更高，对于MDL_scoped_lock是MDL_SHARED类型），就会每秒给其它持有当前锁的线程（并且这些连接持有的锁等级比较低）发信号，通知其释放锁，然后再检查是否锁已拿到；
    • 一直等待，直到超时；
  4. 检查步骤3的等待结果，可以是GRANTED（拿到锁）、VICTIM（被死锁检测算法选为受害者）、TIMEOUT（加锁超时）、KILLED（连接被kill）。拿到锁返回成功，其它返回失败。

锁等待是靠MDL_wait这个类来实现的。

MDL_context::acquire_locks
一次性加多个排它MDL锁，如果其中一个加锁失败，前面已经拿到的锁也全部释放。主要用在DDL中，比如drop table test.t1这个DDL会一次加3个锁：

  • GLOBAL，MDL_INTENTION_EXCLUSIVE
  • test 库, MDL_INTENTION_EXCLUSIVE
  • test.t1 表，MDL_EXCLUSIVE

MDL_context::upgrade_shared_lock
锁升级，从共享锁升级到互斥锁，实现方式是重新申请一个目标锁，拿到新的ticket后替换老的ticket，用在alter table和create table场景中。

如create table test.t1(id int) engine = innodb，会先拿test.t1的MDL_SHARED共享锁，检查表是否存在，如果不存在就把锁升级到MDL_EXCLUSIVE锁，然后开始建表。

对于alter table test.t1 add column name varchar(10), algorithm=copy;，alter用copy到临时的方式来做。整个过程中MDL顺序是这样的：

  1. 刚开始打开表的时候，用的是 MDL_SHARED_UPGRADABLE 锁；
  2. 拷贝到临时表过程中，需要升级到 MDL_SHARED_NO_WRITE 锁，这个时候其它连接可以读，不能更新；
  3. 拷贝完在交换表的时候，需要升级到是MDL_EXCLUSIVE，这个时候是禁止读写的。

所以在用copy算法alter表过程中，会有2次锁升级。

MDL_ticket::downgrade_lock
和MDL_context::upgrade_shared_lock对应的锁降级，从互斥锁降级到共享锁，实现比较简单，直接把锁类型改为目标类型（不用重新申请）。

对于alter table test.t1 add column name varchar(10), algorithm=inplace，如果alter使用inplace算法的话，整个过程中MDL加锁顺序是这样的：

  1. 和copy算法一样，刚开始打开表的时候，用的是 MDL_SHARED_UPGRADABLE 锁；
  2. 在prepare前，升级到MDL_EXCLUSIVE锁；
  3. 在prepare后，降级到MDL_SHARED_UPGRADABLE（其它线程可以读写）或者MDL_SHARED_NO_WRITE（其它线程只能读不能写），降级到哪种由表的引擎决定；
  4. 在alter结束后，commit前，升级到MDL_EXCLUSIVE锁，然后commit。

可以看到inplace有2次锁升级，1次降级，不过在alter最耗时的阶段是有可能降级到MDL_SHARED_UPGRADABLE的，对其它线程的影响小。

MDL_context::release_locks_stored_before
释放线程指定ticket链表上某个ticket之前的所有ticket，每个context有3个ticket链表(statement、transaction和explicit)，分别对应当前线程持有的不同时间范围的MDL锁。而ticket在链表中的顺序和时间顺序是相反的，后插入的ticket放在链表开头，因此本函数的作用就是把某个时间点之后的ticket都释放掉，回滚MDL锁。有几个指释放MDL锁的函数都是基于此实现：

  1. MDL_context::rollback_to_savepoint，把存档点之后的所有MDL锁都释放掉；
  2. MDL_context::release_transactional_locks，释放所有transaction和statement时间范围的MDL锁；
  3. MDL_context::release_statement_locks()，释放所有statement时间范围的MDL锁。

死锁检测

MDL模块作为一个集中的资源，收到不同线程发来的锁请求，而有的锁是互斥的，不能同时满足，在这种情况下就会等待，如果线程在此之前已经拿到某些锁的话，就会形成持有-等待的状态；而又不可能要求所有线程按某一固定顺序请求锁，这样就会形成等待循环，也就是死锁，如下图所示：

MySQL · 特性分析 · MDL 实现分析

图1. 死锁

线程T1持有M1，然后请求M2，但M2被线程T2持有，并且和T1的请求类型互斥，同时T2请求M1，和T1拿到的锁互斥，形成死锁。

在介绍MDL的死锁检测之前，先介绍下MDL锁的兼容矩阵。每种类型的锁各有2个兼容矩阵，granted matrix 和 waiting matrix，前者表示锁的兼容性，后者表示锁的优先级（优先级就是和等待队列的锁相比，当前锁是否能够进行加锁尝试，当前锁优先级高则可以，低则需进等待队列）。

矩阵中 ‘+’ 表示兼容，’-‘ 表示不兼容，’0’ 表示不可能存在的场景。

MDL_scoped_lock，支持IX，S和X锁（关于锁的缩写可以看第一节）。

  1. granted matrix

              | Type of active   |
    
  Request |   scoped lock    |
    
   type   | IS(*)  IX   S  X |
    
 ---------+------------------+
    
 IS       |  +      +   +  + |
    
 IX       |  +      +   -  - |
    
 S        |  +      -   +  - |
    
 X        |  +      -   -  - |

  2. waiting matrix

              |    Pending      |
    
  Request |  scoped lock    |
    
   type   | IS(*)  IX  S  X |
    
 ---------+-----------------+
    
 IS       |  +      +  +  + |
    
 IX       |  +      +  -  - |
    
 S        |  +      +  +  - |
    
 X        |  +      +  +  + |

IS锁虽然列了出来，但是代码里并没有实现这个锁，因为IS和所有的锁类型都兼容（也可以理解为每次锁请求都默认会额外有一个IS锁）。

MDL_object_lock，支持S、SH、SR、SW、SU、SNW、SNRW 和 X锁。

  1. granted matrix

      Request  |  Granted requests for lock       |
    
   type    | S  SH  SR  SW  SU  SNW  SNRW  X  |
    
 ----------+----------------------------------+
    
 S         | +   +   +   +   +   +    +    -  |
    
 SH        | +   +   +   +   +   +    +    -  |
    
 SR        | +   +   +   +   +   +    -    -  |
    
 SW        | +   +   +   +   +   -    -    -  |
    
 SU        | +   +   +   +   -   -    -    -  |
    
 SNW       | +   +   +   -   -   -    -    -  |
    
 SNRW      | +   +   -   -   -   -    -    -  |
    
 X         | -   -   -   -   -   -    -    -  |
    
 SU -> X   | -   -   -   -   0   0    0    0  |
    
 SNW -> X  | -   -   -   0   0   0    0    0  |
    
 SNRW -> X | -   -   0   0   0   0    0    0  |

    关于’0’的情况说明下，比如对于SU锁来说其和自身是不兼容的，不可能有2个线程对同一个对象都持有SU锁，所以就不存在当一个线程进行锁升级时，另一个线程持有SU。其它’0’的情况类似。

  2. waiting matrix

      Request  |  Pending requests for lock      |
    
   type    | S  SH  SR  SW  SU  SNW  SNRW  X |
    
 ----------+---------------------------------+
    
 S         | +   +   +   +   +   +     +   - |
    
 SH        | +   +   +   +   +   +     +   + |
    
 SR        | +   +   +   +   +   +     -   - |
    
 SW        | +   +   +   +   +   -     -   - |
    
 SU        | +   +   +   +   +   +     +   - |
    
 SNW       | +   +   +   +   +   +     +   - |
    
 SNRW      | +   +   +   +   +   +     +   - |
    
 X         | +   +   +   +   +   +     +   + |
    
 SU -> X   | +   +   +   +   +   +     +   + |
    
 SNW -> X  | +   +   +   +   +   +     +   + |
    
 SNRW -> X | +   +   +   +   +   +     +   + |

    注意 SH 比 X 锁的优先级还高，正是其高优先级(high priority)的体现。

在MDL系统中，资源关系是这样的：

  1. 线程和锁的关系通过ticket建立；
  2. 每个线程有3个ticket链表，分别对应当前持有的statement锁、transaction锁和显式锁，放在 MDL_context::m_tickets中；对于当前线程正在等待的锁只有一个，用MDL_context::m_waiting_for表示；
  3. 每个MDL锁有2个ticket链表，分别对应已经获得锁的线程（MDL_lock::m_granted）和等待锁的线程（MDL_lock::m_waiting）；
  4. 线程的ticket链表和MDL锁的ticket链表一起构成了MDL系统的等待关系图，死锁检测就是搜索这张图，看是否有环路。

为了描述的简洁，我们将线程和MDL锁的ticket链表都简化为1个，如下图2矩阵的，横线表示线程的链表，纵向表示MDL锁的链表，有色彩的交点表示一个ticket，橘黄色表示连接已经拿到锁，青色表示正在等待的锁，图中MDL上锁的类型不兼容，形成持有等待回路——死锁。

MySQL · 特性分析 · MDL 实现分析

图2. MDL死锁

下面介绍下死锁检测中的函数。

MDL_context::find_deadlock
这个是死锁检测的入口，线程在MDL_context::acquire_lock尝试拿锁失败，进入等待之前，会调用这个函数进行一次死锁检测。

函数会行循环检测，直到发现没有死锁（每轮检测会去掉等待图中一条边，但不保证能解决死锁，所以需要循环），或者当前线程被选为victim才退出。

MDL_context::visit_subgraph
看当前线程是否有锁等待MDL_context::m_waiting_for，有的话就沿着ticket搜下去，没有就退出。

MDL_ticket::accept_visitor
这个方法看起来没有什么实际内容，只是简单调用MDL_lock::visit_subgraph，其实可以看作是搜索视角的转换，从 MDL_context 经过 MDL_ticket 进入到 MDL_lock，代码逻辑显得比较清晰。

MDL_lock::visit_subgraph
这个是死锁检测核心逻辑：

  1. 先给搜索深度加1，然后判断是否超过最大搜索深度（MAX_SEARCH_DEPTH= 32），超过就无条件认为有死锁，退出；
  2. 遍历当前锁的ticket链表，看ticket对应的线程是否和死锁检测的发起线程是同一个，如果是则说明有回路，退出（相当于做了一层的广度搜索）；
  3. 从头开始遍历当前锁的ticket链表，对每个ticket对应的线程，递归调用MDL_context::visit_subgraph（深度搜索）。

整个死锁检测逻辑是一个加了深度限制的深搜，中间同时多了一层广搜。

Deadlock_detection_visitor 是死锁检测中重要的辅助类，主要负责：

  1. 记录死锁检测的起始线程；
  2. 记录被选做victim的线程；
  3. 在检测到死锁，深搜一层层退出的时候，会依次检查回路上各线程的死锁权重，选择权重最小的做为最终的victim（权重由锁的类型决定）。

global read lock

相信FTWRL（FLUSH TABLES WITH READ LOCK）这个命令很多人都用过，比如备份时为了获取SQL线程执行位点或binlog位点，这个命令的目的是阻止新的更新进来和已有事务的提交。就这个命令主要靠MDL锁来实现，这里用到了2个MDL锁，namespace分别为MDL_key::GLOBAL和MDL_key::COMMIT，这2个锁在整个MDL系统中都是全局唯一的，都是MDL_scoped_lock类型。

执行 FTWRL 的线程会请求这2个锁的MDL_SHARED锁，并且是显式的。在所有更新数据的代码路径里，除了必须的锁外，还会额外请求MDL_key::GLOBAL锁的MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁；在事务提交前，会先请求MDL_key::COMMIT锁的MDL_INTENTION_EXCLUSIVE锁。对于scope锁来说，IX锁和S锁是不兼容的（参考granted matrix），所以更新和事务提交都被FTWRL挡到了。

Percona Server 实现的相对于 FTWRL 轻量级的backup锁也是基于MDL实现的，其对MDL_key的 namespace 额外扩展了2个，MDL_key::BACKUP和MDL_key::BINLOG，对应的2个锁也是全局唯一的，感兴趣的同学可以了解下backup locks。

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