MySQL实战之kill不掉分析

在MySQL中有两个kill命令:一个是kill query +线程id,表示终止这个线程中正在执行的语句;一个是kill connection +线程id,这里connection可缺省,表示断开这个线程的连接,当然如果这个线程有语句正在执行,也是要先停止正在执行的语句的。

不知道你在使用MySQL的时候,有没有遇到过这样的现象:使用了kill命令,却没能断开这个连接。再执行show processlist命令,看到这条语句的Command列显示的是Killed。

你一定会奇怪,显示为Killed是什么意思,不是应该直接在show processlist的结果里看不到这个线程了吗?

今天,我们就来讨论一下这个问题。

其实大多数情况下,kill query/connection命令是有效的。比如,执行一个查询的过程中,发现执行时间太久,要放弃继续查询,这时我们就可以用kill query命令,终止这条查询语句。

还有一种情况是,语句处于锁等待的时候,直接使用kill命令也是有效的。我们一起来看下这个例子:

可以看到,session C 执行kill query以后,session B几乎同时就提示了语句被中断。这,就是我们预期的结果。

收到kill以后,线程做什么?

但是,这里你要停下来想一下:session B是直接终止掉线程,什么都不管就直接退出吗?显然,这是不行的。

之前讲过,当对一个表做增删改查操作时,会在表上加MDL读锁。所以,session B虽然处于blocked状态,但还是拿着一个MDL读锁的。如果线程被kill的时候,就直接终止,那之后这个MDL读锁就没机会被释放了。

这样看来,kill并不是马上停止的意思,而是告诉执行线程说,这条语句已经不需要继续执行了,可以开始“执行停止的逻辑了”。

其实,这跟Linux的kill命令类似,kill -N pid并不是让进程直接停止,而是给进程发一个信号,然后进程处理这个信号,进入终止逻辑。只是对于MySQL的kill命令来说,不需要传信号量参数,就只有“停止”这个命令。

实现上,当用户执行kill query thread_id_B时,MySQL里处理kill命令的线程做了两件事:

  1. 把session B的运行状态改成THD::KILL_QUERY(将变量killed赋值为THD::KILL_QUERY);
  2. 给session B的执行线程发一个信号。

为什么要发信号呢?

因为像图1的我们例子里面,session B处于锁等待状态,如果只是把session B的线程状态设置THD::KILL_QUERY,线程B并不知道这个状态变化,还是会继续等待。发一个信号的目的,就是让session B退出等待,来处理这个THD::KILL_QUERY状态。

上面的分析中,隐含了这么三层意思:

  1. 一个语句执行过程中有多处“埋点”,在这些“埋点”的地方判断线程状态,如果发现线程状态是THD::KILL_QUERY,才开始进入语句终止逻辑;
  2. 如果处于等待状态,必须是一个可以被唤醒的等待,否则根本不会执行到“埋点”处;
  3. 语句从开始进入终止逻辑,到终止逻辑完全完成,是有一个过程的。

到这里你就知道了,原来不是“说停就停的”。

接下来,我们再看一个kill不掉的例子

首先,执行set global innodb_thread_concurrency=2,将InnoDB的并发线程上限数设置为2;然后,执行下面的序列:

可以看到:

  1. sesssion C执行的时候被堵住了;
  2. 但是session D执行的kill query C命令却没什么效果,
  3. 直到session E执行了kill connection命令,才断开了session C的连接,提示“Lost connection to MySQL server during query”,
  4. 但是这时候,如果在session E中执行show processlist,你就能看到下面这个图。

这时候,id=12这个线程的Commnad列显示的是Killed。也就是说,客户端虽然断开了连接,但实际上服务端上这条语句还在执行过程中。

为什么在执行kill query命令时,这条语句不像第一个例子的update语句一样退出呢?

在实现上,等行锁时,使用的是pthread_cond_timedwait函数,这个等待状态可以被唤醒。但是,在这个例子里,12号线程的等待逻辑是这样的:每10毫秒判断一下是否可以进入InnoDB执行,如果不行,就调用nanosleep函数进入sleep状态。

也就是说,虽然12号线程的状态已经被设置成了KILL_QUERY,但是在这个等待进入InnoDB的循环过程中,并没有去判断线程的状态,因此根本不会进入终止逻辑阶段。

而当session E执行kill connection 命令时,是这么做的,

  1. 把12号线程状态设置为KILL_CONNECTION;
  2. 关掉12号线程的网络连接。因为有这个操作,所以你会看到,这时候session C收到了断开连接的提示。

那为什么执行show processlist的时候,会看到Command列显示为killed呢?其实,这就是因为在执行show processlist的时候,有一个特别的逻辑:

1
如果一个线程的状态是KILL_CONNECTION,就把Command列显示成Killed。

所以其实,即使是客户端退出了,这个线程的状态仍然是在等待中。那这个线程什么时候会退出呢?

答案是,只有等到满足进入InnoDB的条件后,session C的查询语句继续执行,然后才有可能判断到线程状态已经变成了KILL_QUERY或者KILL_CONNECTION,再进入终止逻辑阶段。

到这里,我们来小结一下。

这个例子是kill无效的第一类情况,即:线程没有执行到判断线程状态的逻辑。跟这种情况相同的,还有由于IO压力过大,读写IO的函数一直无法返回,导致不能及时判断线程的状态。

另一类情况是,终止逻辑耗时较长。这时候,从show processlist结果上看也是Command=Killed,需要等到终止逻辑完成,语句才算真正完成。这类情况,比较常见的场景有以下几种:

  1. 超大事务执行期间被kill。这时候,回滚操作需要对事务执行期间生成的所有新数据版本做回收操作,耗时很长。
  2. 大查询回滚。如果查询过程中生成了比较大的临时文件,加上此时文件系统压力大,删除临时文件可能需要等待IO资源,导致耗时较长。
  3. DDL命令执行到最后阶段,如果被kill,需要删除中间过程的临时文件,也可能受IO资源影响耗时较久。

之前有人问过我,如果直接在客户端通过Ctrl+C命令,是不是就可以直接终止线程呢?

答案是,不可以。

这里有一个误解,其实在客户端的操作只能操作到客户端的线程,客户端和服务端只能通过网络交互,是不可能直接操作服务端线程的。

而由于MySQL是停等协议,所以这个线程执行的语句还没有返回的时候,再往这个连接里面继续发命令也是没有用的。实际上,执行Ctrl+C的时候,是MySQL客户端另外启动一个连接,然后发送一个kill query 命令。

所以,你可别以为在客户端执行完Ctrl+C就万事大吉了。因为,要kill掉一个线程,还涉及到后端的很多操作。

另外两个关于客户端的误解

在实际使用中,我也经常会碰到一些同学对客户端的使用有误解。接下来,我们就来看看两个最常见的误解。

第一个误解是:如果库里面的表特别多,连接就会很慢。

有些线上的库,会包含很多表(我见过最多的一个库里有6万个表)。这时候,你就会发现,每次用客户端连接都会卡在下面这个界面上。

而如果db1这个库里表很少的话,连接起来就会很快,可以很快进入输入命令的状态。因此,有同学会认为是表的数目影响了连接性能。

每个客户端在和服务端建立连接的时候,需要做的事情就是TCP握手、用户校验、获取权限。但这几个操作,显然跟库里面表的个数无关。

但实际上,正如图中的文字提示所说的,当使用默认参数连接的时候,MySQL客户端会提供一个本地库名和表名补全的功能。为了实现这个功能,客户端在连接成功后,需要多做一些操作:

  1. 执行show databases;
  2. 切到db1库,执行show tables;
  3. 把这两个命令的结果用于构建一个本地的哈希表。

在这些操作中,最花时间的就是第三步在本地构建哈希表的操作。所以,当一个库中的表个数非常多的时候,这一步就会花比较长的时间。

也就是说,我们感知到的连接过程慢,其实并不是连接慢,也不是服务端慢,而是客户端慢。

图中的提示也说了,如果在连接命令中加上-A,就可以关掉这个自动补全的功能,然后客户端就可以快速返回了。

这里自动补全的效果就是,你在输入库名或者表名的时候,输入前缀,可以使用Tab键自动补全表名或者显示提示。

实际使用中,如果你自动补全功能用得并不多,我建议你每次使用的时候都默认加-A。

其实提示里面没有说,除了加-A以外,加–quick(或者简写为-q)参数,也可以跳过这个阶段。但是,这个–quick是一个更容易引起误会的参数,也是关于客户端常见的一个误解。

你看到这个参数,是不是觉得这应该是一个让服务端加速的参数?但实际上恰恰相反,设置了这个参数可能会降低服务端的性能。为什么这么说呢?

MySQL客户端发送请求后,接收服务端返回结果的方式有两种:

  1. 一种是本地缓存,也就是在本地开一片内存,先把结果存起来。如果你用API开发,对应的就是mysql_store_result 方法。
  2. 另一种是不缓存,读一个处理一个。如果你用API开发,对应的就是mysql_use_result方法。

MySQL客户端默认采用第一种方式,而如果加上–quick参数,就会使用第二种不缓存的方式。

采用不缓存的方式时,如果本地处理得慢,就会导致服务端发送结果被阻塞,因此会让服务端变慢。关于服务端的具体行为,我会在下一篇文章再和你展开说明。

那你会说,既然这样,为什么要给这个参数取名叫作quick呢?这是因为使用这个参数可以达到以下三点效果:

  • 第一点,就是前面提到的,跳过表名自动补全功能。
  • 第二点,mysql_store_result需要申请本地内存来缓存查询结果,如果查询结果太大,会耗费较多的本地内存,可能会影响客户端本地机器的性能;
  • 第三点,是不会把执行命令记录到本地的命令历史文件。

所以你看到了,–quick参数的意思,是让客户端变得更快。

小结

在今天这篇文章中,我首先和你介绍了MySQL中,有些语句和连接“kill不掉”的情况。

这些“kill不掉”的情况,其实是因为发送kill命令的客户端,并没有强行停止目标线程的执行,而只是设置了个状态,并唤醒对应的线程。而被kill的线程,需要执行到判断状态的“埋点”,才会开始进入终止逻辑阶段。并且,终止逻辑本身也是需要耗费时间的。

所以,如果你发现一个线程处于Killed状态,你可以做的事情就是,通过影响系统环境,让这个Killed状态尽快结束。

比如,如果是第一个例子里InnoDB并发度的问题,你就可以临时调大innodb_thread_concurrency的值,或者停掉别的线程,让出位子给这个线程执行。

而如果是回滚逻辑由于受到IO资源限制执行得比较慢,就通过减少系统压力让它加速。

做完这些操作后,其实你已经没有办法再对它做什么了,只能等待流程自己完成。

课后思考

1.如果你碰到一个被killed的事务一直处于回滚状态,你认为是应该直接把MySQL进程强行重启,还是应该让它自己执行完成呢?为什么呢?

因为重启之后该做的回滚动作还是不能少的,所以从恢复速度的角度来说,应该让它自己结束。

当然,如果这个语句可能会占用别的锁,或者由于占用IO资源过多,从而影响到了别的语句执行的话,就需要先做主备切换,切到新主库提供服务。

切换之后别的线程都断开了连接,自动停止执行。接下来还是等它自己执行完成。这个操作属于我们在文章中说到的,减少系统压力,加速终止逻辑。

文章目录
  1. 1. 收到kill以后,线程做什么?
  2. 2. 另外两个关于客户端的误解
  3. 3. 小结
  4. 4. 课后思考
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