MySQL数据库诊断——InnoDB关机问题 【转】
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学习作者的处理事情的精神。
前段时间遇到一个问题，DBA反映有台MySQL数据库非常诡异，在无任何操作的前提下，磁盘IO负载都几乎跑满。然后跑了3、4个小时磁盘负载依旧。DBA的初步判断认为是RAID卡出了问题（之前遇到过类似RAID卡BBU问题导致负载较高）。不过既然是数据库无任何操作，那么即使RAID卡出现问题，也不应该出现这个问题。因此在调查了问题现场后，询问了DBA之前做了哪些操作，之后我便大致定位到了问题所在。
DBA的反馈是之前在做sysbench的全update性能测试，测试完成后就关闭了数据库。但是当再重启后就发现这个现象，并且等待3，4个小时候后问题依旧。待其叙述完后，我的第一反映是srv_innodb_fast_shutdown默认值为1，在关闭是不会对change buffer进行合并操作，因此会再下次启动时进行这类操作。因为MySQL 5.5版本InnoDB存储引擎的change buffer可以使用到1/2的Buffer Pool，故可能测试时期的update操作大部分都在change buffer中完成，再次启动会导致大量的合并操作。
问题可能是定位了，然而怎么证明我的想法又是另外一个过程了。首先根据DBA的描述，我在测试服务器上进行了类似的sysbench测试，然后关闭数据库，并对数据库进行备份以便再次进行观察。当再次启动MySQL数据库后，通过命令iotop可以观察到如下的运行状态：
Total DISK READ:32.55 M/s |Total DISK WRITE:0.00 B/s
TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO> COMMAND
535 be/4 mysql 3.26 M/s 0.00 B/s 0.00%80.88% mysqld --basedir=...
536 be/4 mysql 29.26 M/s 0.00 B/s 0.00%71.93% mysqld --basedir=...
......
可以发现的确有两个线程的IO负载较高，但是这两个进程对应于MySQL数据库的哪两个线程就不得而知了。接着，通过命令SHOW ENGINE INNODB STATUS可以观察到如下的内容：--------------
ROW OPERATIONS
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......
Main thread process no.535, id 140593741342464, state: doing insert buffer merge
Purge thread process no.536, id 140593707771648
......
这里可以看到Main thread process显示当前的状态为doing insert buffer merge，可以判断当正在处理change buffer。InnoSQL对命令SHOW ENGINE INNODB STATUS进行小小的改进，可以看到每个线程对应于Linux的进程号，也就是iotop对于的进程号，而默认只能看到对应的线程号。配置文件中启用了innodb_purge_thread=1，因此还可以看到purge线程的信息。
可以发现进行535和536就是上述iotop中IO负载较高的进程。因此问题基本已经被证实。然而通过iotop发现，purge线程的IO负载要比main线程的要高许多。这是之前没有特别注意的，虽然InnoDB快速关闭不会进行change buffer的合并操作，但是其也不会等待purge操作全部完成。而之前的测试产生了大量的undo log需要等待被purge。通过命令SHOW ENGINE INNODB STATUS发现：
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TRANSACTIONS
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Trx id counter 12552900
Purgedonefor trx's n:o < ECEB125 undo n:o < 0
History list length 29572089
可以看到History list length为29 572 089，也就是说差不多有接近3000W的undo log记录。OMG,还真不少。。。不过也好理解，毕竟测试的都是update操作。
另外，还可通过类似pstack工具找出当前MySQL数据库线程调用的函数信息：
5154 pthread_cond_wait,os_event_wait_low,log_write_up_to,trx_commit_complete_for_mysql,innobase_commit,ha_commit_trans,trans_commit_stmt,mysql_execute_command,mysql_parse,dispatch_command,do_handle_one_connection,handle_one_connection,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
5008 libaio::??(libaio.so.1),os_aio_linux_handle,fil_aio_wait,io_handler_thread,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
1701 pthread_cond_wait,os_event_wait_low,buf_flush_wait_batch_end,log_check_margins,row_upd_step,row_update_for_mysql,ha_innobase::update_row,handler::ha_update_row,mysql_update,mysql_execute_command,mysql_parse,dispatch_command,do_handle_one_connection,handle_one_connection,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
......
384 pread64(libpthread.so.0),os_file_pread,os_file_read_func,os_aio_func,fil_io,buf_read_page_low,buf_read_page,buf_page_get_gen,trx_purge_rseg_get_next_history_log,trx_purge_get_next_rec,row_purge_step,que_run_threads,trx_purge,srv_purge_thread,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
273 read(libpthread.so.0),my_real_read,my_net_read,do_command,do_handle_one_connection,handle_one_connection,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
......
128 pread64(libpthread.so.0),os_file_pread,os_file_read_func,os_aio_func,fil_io,buf_read_page_low,buf_read_page,buf_page_get_gen,btr_cur_latch_leaves,btr_cur_search_to_nth_level,btr_pcur_restore_position_func,ibuf_restore_pos,ibuf_delete_rec,ibuf_merge_or_delete_for_page,buf_read_ibuf_merge_pages,ibuf_contract_ext,ibuf_contract_for_n_pages,srv_master_thread,start_thread(libpthread.so.0),clone(libc.so.6),??
可以看到有大量的trx_purge，ibuf_contract_for_n_pages函数调用，也就是purge和change buffer的操作。从这里也可以进一步证实之前的猜测。pstack的另一个好处是可以看到线程具体的函数调用情况，这里通过之前SHOW ENGINE INNODB STATUS得到的main线程号140593741342464（对于十六进制0x7FDE8802A700）可以看到该线程的函数调用：
Thread5(Thread0x7fde8802a700(LWP 535)):
#0 0x00007fe665a1b993 in pread64 () from /lib/libpthread.so.0
#1 0x00000000009227bf in os_file_pread ()
#2 0x0000000000923156 in os_file_read_fuc ()
#3 0x0000000000925ee2 in os_aio_func ()
#4 0x00000000008eb490 in fil_io ()
#5 0x00000000008bef7a in buf_read_page_low ()
#6 0x00000000008bf488 in buf_read_page ()
#7 0x00000000008b4230 in buf_page_get_gen ()
#8 0x000000000089de3c in btr_cur_open_at_rnd_pos_func ()
#9 0x00000000008fe37f in ibuf_contract_ext ()
#10 0x00000000008fe5a0 in ibuf_contract_for_n_pages ()
#11 0x000000000086bb2e in srv_master_thread ()
#12 0x00007fe665a138ca in start_thread () from /lib/libpthread.so.0
#13 0x00007fe664573b6d in clone () from /lib/libc.so.6
#14 0x0000000000000000 in ?? ()
问题定位并被证实了。然而为什么DBA的服务器在经历了3，4个小时后还没有完成purge操作呢？最后发现DBA测试服务器的磁盘较差，而purge需要大量的离散操作，因此导致了较长的purge与merge时间。
总之，innodb_fast_shutdown默认值为1，在关闭时不进行change buffer的merge操作以及purge操作。想要下次启动时，不发生这样的现象，那么必须将innodb_fast_shutdown的值设置为0。其实也就是将merge change buffer和purge的操作时间放在了关闭数据库的时候。但是，在数据库升级或者测试环境中，可能必须要进行这样的操作。
