MySQL Metadata Locking（MDL）机制的实现与获取机制分析
为了满足数据库在并发请求下的事务隔离性和一致性要求，同时针对MySQL插件式多种存储引擎都能发挥作用，MySQL在Server层实现了 Metadata Locking（MDL）机制。这种机制可以灵活自定义锁的对象、锁的类型以及不同锁类型的优先级，甚至可以做到在系统不同状态时动态调整不同锁类型的兼容性。本篇文章将详细介绍MDL系统中的常用数据结构及含义，从实现角度讨论MDL的获取机制与死锁检测，以及在实践中如何监控MDL状态。
一、MDL基本概念
- MDL_key
MDL的对象采用键值对（key-value）的方式描述，每一个key值都唯一的代表了锁的对象（value代表数据库的某种资源）。key 是由 MDL_key表示的，用字符串的形式表示对象的名称。MDL_KEY完整的字符串由namespace、按层次每一级的名称组成，多种命名空间可以将不同类型的同名对象区分开。 - enum_mdl_type
对于同一个数据库对象而言，不同的查询也有着不同的访问模式，例如，SELECT语句是读取对象的内容，INSERT/UPDATE语句是修改对象的内容，DDL语句是修改对象的结构和定义。这些语句对于对象的影响程度和并发隔离性的要求不同，因此MySQL定义了不同类型的MDL以及他们之间的兼容性来控制这些语句的并发访问。 - MDL的类型
MDL的类型由enum_mdl_type表示，最常用的类型如下：
- MDL_SHARED(S)，可以共享访问对象的元数据，例如，SHOW CREATE TABLE语句。
- MDL_SHARED_READ(SR)，可以共享访问对象的数据，例如，SELECT语句。
- MDL_SHARED_WRITE(SW)，可以修改对象的数据，例如，INSERT/UPDATE语句。
- MDL_SHARED_UPGRADABLE(SU)，可升级的共享锁，后面可升级到更强的锁（例如X锁，阻塞并发访问），例如，DDL的第一阶段。
- MDL_EXCLUSIVE(X)，独占锁，阻塞其他线程对该对象的并发访问，可以修改对象的元数据，例如，DDL的第二阶段。
二、MDL获取机制与死锁检测
在MDL获取过程中，通过以上两个兼容性矩阵，可以判断当前是否存在与请求的MDL不兼容的granted/pending状态的MDL，来决定该请求是否能被满足，如果不能被满足则进入pending等待状态。
MDL系统也通过兼容性矩阵来判断锁类型的强弱，方法如下：
bool MDL_ticket::has_stronger_or_equal_type(enum_mdl_type type) const {
const MDL_lock::bitmap_t *granted_incompat_map =
m_lock->incompatible_granted_types_bitmap();
return !(granted_incompat_map[type] & ~(granted_incompat_map[m_type]));
}
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如果type参数类型和该ticket兼容的某种锁类型不兼容，那么type类型更强；否则，如果type参数类型和该ticket兼容的某种锁类型兼容，那么type类型等于或更弱。
三、监控MDL状态
在实践中，我们可能需要监控MDL状态以了解数据库的并发控制情况。这可以通过对MDL_ticket对象的检查来实现。例如，我们可以使用以下方法来检查一个给定对象的当前MDL类型：
enum_mdl_type mdl_type = m_mdl_ticket->mdl_type();
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此外，我们还可以使用以下方法来检查一个给定对象是否具有可升级的共享锁（MDL_SHARED_UPGRADABLE）：
bool is_upgradable = m_mdl_ticket->is_upgradable();
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通过这些方法，我们可以更好地了解数据库的并发控制情况，从而优化查询性能和提高事务隔离性。
总结
本文详细介绍了MySQL Metadata Locking（MDL）机制的实现与获取机制，包括MDL基本概念、MDL获取机制与死锁检测以及监控MDL状态。了解这些内容可以帮助我们更好地管理和优化数据库的并发控制，从而提高数据库性能。
