故障分析 | TRUNCATE 到底因何而慢？

于由社区-李锡超发布

作者通过源码分析 truncate 语句形成慢 SQL 的原因和解决方案，并与 MySQL 5.7就相关实现逻辑进行对比。

作者：李锡超

一个爱笑的江苏苏宁银行 数据库工程师，主要负责数据库日常运维、自动化建设、DMP 平台运维。擅长 MySQL、Python、Oracle，爱好骑行、研究技术。

本文来源：原创投稿

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问题现象

收到反馈某测试环境执行批量操作时，有 truncate 语句存在于慢查询日志中。担心上线后可能影响数据库，请求 DBA 配合分析。

关键配置

配置项 说明
数据库版本 MySQL 5.7
参数 long_query_time
慢查询阈值，单位为秒		 0.1（100 毫秒）
参数 innodb_adaptive_hash_index ON

问题分析总结

总结下来主要有如何几个问题：

Q1: TRUNCATE 语句是如何执行的？fd 句柄不变化？为什么执行时间长？

TRUNCATE 语句如何执行？

关键堆栈：

关键操作 debug：

为什么执行时间长？

从以上堆栈可以看到，耗时过程主要是 row_drop_table_for_mysql、os_file_delete_func。

其中：row_drop_table_for_mysql 主要是调用 btr_drop_ahi_for_table 执行 AHI 的 page 页的删除。os_file_delete_func 主要调用 unlink 执行文件的清理。

句柄为什么不变化？

假如需要 truncate 的表分配的 fd 为 43，truncate 过程中，会先将表 rename。这个时候这个 fd 会被关闭，43 就被释放了。然后执行 create table 操作。一般这个间隙过程很短，因此新建立的表可以使用被释放的 43 了，所以会看到 fd 没有变化。

如果 rename 之后，在内部执行 create table 之前，又打开了新文件，那这时候 fd 43 就会被其它打开的文件持有，truncate 之后表的 fd 也就会发生变化。

注意：MySQL 8.0 是真正使用 rename + create + drop实现的 truncate，但 MySQL 5.7 是通过文件的 truncate 实现的。

Q2: 如何分析 TRUNCATE 慢的问题？

方式一：慢日志？

只能看到慢的结果，无法确认原因。

方式二：执行计划？

不支持 truncate 语句。

方式三：profile

从 profile 结果来看，对于 truncate 语句，只能看到耗时过程都在System lock 上，无法看到更近一步的原因。

方式四：DEBUG

// 推荐设置
// 其中 T 其实是 MySQL 支持（在 trace 中打印时间）的，但官方文档中缺少了说明。已提交bug说明：Bug #111174

set global debug='d:t:T:i:n:N:o,/tmp/debug_3306.trace.f';
set global debug='';

  • ① 表示 show processlist 的线程 ID
  • ② 执行时间
  • ③ 函数调用层级
  • ④ 函数名称

MySQL 8.0 切换对比

// TRUNCATE
// 默认规范配置
// innodb_flush_method = on & innodb_flush_method = O_DIRECT
(root@127.1) [eolbimsdb] 08:44:46 15> truncate table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.98 sec)

// 设置 innodb_adaptive_hash_index = off
(root@127.1) [eolbimsdb] 08:52:03 5> truncate table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

// 设置 innodb_flush_method = fsync
(root@127.1) [eolbimsdb] 09:03:34 28> truncate table t5;
Query OK, 0 rows affected (1.04 sec)

// 设置  innodb_adaptive_hash_index = off & innodb_flush_method = fsync
(root@127.1) [eolbimsdb] 09:20:24 5> truncate table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.22 sec)


// DROP
// 默认规范配置
// innodb_flush_method = on & innodb_flush_method = O_DIRECT
(root@127.1) [eolbimsdb] 10:05:41 9> drop table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.94 sec)


// 设置 innodb_adaptive_hash_index = off & innodb_flush_method = O_DIRECT
(root@127.1) [eolbimsdb] 09:44:24 5> drop table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

// 设置 innodb_flush_method = on & innodb_flush_method = fsync
(root@127.1) [eolbimsdb] 09:32:15 13> drop table t5;
Query OK, 0 rows affected (1.13 sec)

// 设置  innodb_adaptive_hash_index = off & innodb_flush_method = fsync
(root@127.1) [eolbimsdb] 09:25:10 14> drop table t5;
Query OK, 0 rows affected (0.19 sec)

Q3: 能否优化？慢在哪里？post_ddl 如何调用？

从 Q1 的结果中可以看出，执行的主要耗时在 row_drop_table_for_mysql、os_file_delete_func：

MySQL 8.0 的优化措施

  1. row_drop_table_for_mysql 慢的问题，可以通过设置 innodb_adaptive_hash_index = off 进行优化；
  2. os_file_delete_func 慢的问题，可以设置 innodb_flush_method = O_DIRECT 或者配置表的 HARD LINK 进行优化。

MySQL 5.7 的优化措施

详见后面 3-Q1、3-Q4 部分。

post_ddl 如何调用？

MySQL 8.0 引入了 scope guard 功能：当定义了 scope guard 之后，会创建 Scope_guard 对象。正常情况下，当执行 return 操作前，会执行 scope guard 定义的逻辑。除非在函数结束前执行 Scope_guard 对象的 commit 操作。文件的删除功能实在 scope guard 的 cleanup_base 阶段调用是现的。

Q4: 生产执行 TRUNCATE 是否存在隐患？

从实现机制来看，主要有以下风险：

IO 压力

当触发 truncate 操作后，需要在短时间由数据库线程将文件 unlink 或 truncate，如果被处理的文件很大，服务器的 IO 压力可能会影响正常的数据库请求。

内存并发

在执行 truncate、drop 的过程中，由于需要对内存的数据进行清理，特别是对 LRU 和 flush_LRU 进行扫描，并释放对应的数据块。这个过程是需要逐个根据 buffer pool instance 获取 mutex 资源的。如果在业务高峰期，特别是 buffer pool 较大时，可能会影响正常的业务情况。

同时，执行 create drop table 操作时需要 dict_operation_lock 的 X 锁（RW_X_LATCH），而一些其他后台线程，比如 Main Thread 检查 dict cache 时，也需要获取 dict_operation_lock 的 X 锁，因此被阻塞。然后用户线程可能由于获取不到锁而处于挂起状态，当无法立刻获得锁时。更多参考：《Drop Table 对 MySQL 的性能影响分析》。

Q5: 不同版本对于 TRUNCATE 的实现是否存在差异？

通过对比 2-Q1 与 3-Q4:

MySQL 8.0 的 truncate 实现方式基本和 drop 实现方式相同，包括主要的耗时位置（都在 row_drop_table_for_mysql、os_file_delete_func）都是相同的。

MySQL 5.7 的 truncate 和 drop 实现差异较大，整个实现过程几乎是完全独立的代码。truncate 使用 row_truncate_table_for_mysql，drop 使用 row_drop_table_for_mysql；truncate 操作的主要的耗时有 dict_drop_index_tree、os_file_truncate。

DROP TABLE 优化失败分析

下面来看一个 MySQL 5.7 测试环境上线 DROP TABLE 优化方案失败问题。

Q1：上线为什么会失败？HARD LINK 为什么不生效？AHI 为什么不生效?

  • 当 MySQL 5.7 使用规范配置启动时，从 debug-trace 过程来看，在row_drop_single_table_tablespace、row_drop_table_from_cache 函数执行期间根本没有耗时，所以实施优化方案后，没有效果；
  • 耗时的过程在 que_eval_sql: query: PROCEDURE DROP_TABLE_PROC ---> dict_drop_index_tree；
  • row_drop_single_table_tablespace 的耗时被 MySQL 5.7 配置innodb_flush_method=O_DIRECT 优化了。

Q2：该优化是否适用于 MySQL 8.0？

设置 innodb_flush_method=O_DIRECT 的优化操作，同样适用于 MySQL 8.0。

Q3：MySQL 8.0 如何解决 DROP TABLE 时执行 DROP_TABLE_PROC 慢的问题？

  • WL#9536: InnoDB_New_DD: Support crash-safe DDL；
  • 依赖于自 Version 8.0.3 的 NEW DD；
  • 整个 drop 慢的 que_eval_sql、DROP_TABLE_PROC 被整体砍掉；
  • 包括 dict_drop_index_tree 在内的整个函数，都被砍了；
  • 具体实现机制，参考分析 NEW DD 实现方法。

Q4：MySQL 5.7 DROP TABLE 和 TRUNCATE 在实现机制、优化措施有何区别呢？

  • 执行 truncate 操作的耗时，仍然是在 dict_drop_index_tree、os_file_truncate 这两个阶段；
  • os_file_truncate 的耗时：可以通过设置 innodb_flush_method=O_DIRECT 时间进行优化（不可以通过 hard link 进行优化）；
  • dict_drop_index_tree 的耗时，暂时没有优化思路。了解更多：InnoDB 文件系统之文件物理结构。

Q5：5.7 慢查询为什么有时记录 TRUNCATE 执行慢，有时不记录?

根据源码，MySQL 是否记录慢查询判断时，主要有两个维度：一个是执行时间（不包括 utime_alter_lock）；一个是执行扫描的行数，并对特殊的语句（如 call）进行了忽略。对于 truncate 操作而言，无论执行时间是多少，扫描行数都是 0。当配置了 min_examined_row_limit 大于 0 之后，一般 truncate 操作由于不满足该条件，都不会被记录到慢查询。

但是当 truncate 操作位于存储过程中时，在 truncate 操作之前有其它 DML 操作（如 insert selecct），这时候由于位于同一个 THD 下，在 MySQL 5.7 版本里面 thd->get_examined_row_count() 返回的结果其实是上一个 DML 语句的（这里应该是缺陷）。如果此时 truncate 操作的执行时间又超过了 long_query_time，那么此时这个 truncate 语句就会被记录慢查询。

同时，在 MySQL 8.0 针对 call 的语句，将不在单独记录记录的语句。而是记录为统一的 call 语句里面。需要看存储过程里面的语句执行情况，可以用 show profiles 查看。

慢查询记录堆栈

测试存储过程

DROP PROCEDURE truncate_test;
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE truncate_test()
BEGIN
  insert into t1 select * from t1_bak;
  truncate table t1;
END
//
DELIMITER ;

call truncate_test();

mysql> call truncate_test();
Query OK, 0 rows affected (1 min 59.58 sec)
# Time: 2023-06-08T00:28:30.969993+08:00
# User@Host: root[root] @ localhost []  Id:     2
# Schema: db2  Last_errno: 0  Killed: 0
# Query_time: 119.177518  Lock_time: 0.000233  Rows_sent: 0  Rows_examined: 131072  Rows_affected: 131072
# Bytes_sent: 0
# Stored_routine: db2.truncate_test
use db2;
SET timestamp=1686155310;
insert into t1 select * from t1_bak;
# Time: 2023-06-08T00:28:31.375873+08:00
# User@Host: root[root] @ localhost []  Id:     2
# Schema: db2  Last_errno: 0  Killed: 0
# Query_time: 0.405734  Lock_time: 0.003310  Rows_sent: 0  Rows_examined: 131072  Rows_affected: 0
# Bytes_sent: 0
# Stored_routine: db2.truncate_test
SET timestamp=1686155311;
truncate table t1;

与 MySQL 8.0 对比

mysql> call truncate_test();
Query OK, 0 rows affected (2 min 28.51 sec)

# Time: 2023-06-07T17:18:39.215632Z
# User@Host: root[root] @ localhost []  Id:     8
# Query_time: 148.516478  Lock_time: 0.000372 Rows_sent: 0  Rows_examined: 172032
use testdb;
SET timestamp=1686158318;
call truncate_test();

MySQL 8.0 如何跟踪？

mysql> call truncate_test();
Query OK, 0 rows affected (2 min 24.84 sec)

mysql> 
mysql> 
mysql> show profiles;
+----------+--------------+-----------------------------------------+
| Query_ID | Duration     | Query                                   |
+----------+--------------+-----------------------------------------+
|        1 | 144.55113600 | insert into ltb2 select * from ltb3_bak |
|        2 |   0.29312375 | truncate table ltb2                     |
+----------+--------------+-----------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

以上包括 truncate 执行慢的分析，如针对细节有任何疑问和建议，欢迎留言交流。

分类： 技术文章故障分析
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