故障分析 | MySQL 临时表空间数据过多导致磁盘空间不足的问题排查

作者：宗杨

爱可生产品交付团队成员，主要负责公司运维平台和数据库运维故障诊断。喜爱数据库、容器等技术，爱好历史、追剧。

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一、事件背景

我们的合作客户，驻场人员报告说一个 RDS 实例出现磁盘不足的告警，需要排查。

告警信息：

告警内容：

数据库 data 磁盘不足，磁盘占用 80% 以上

数据库 binlog 磁盘不足，磁盘占用 80% 以上

二、排查过程

登陆告警的服务器，查看磁盘空间，并寻找大容量文件后，发现端口号为 4675 的实例临时表空间 ibtmp1 的大小有 955G，导致磁盘被使用了 86%；

猜测和库里执行长 SQL 有关系，产生了很多临时数据，并写入到临时表空间。 

看到有这样一条 SQL，继续分析它的执行计划；

很明显看到图中标记的这一点为使用了临时计算，说明临时表空间的快速增长和它有关系。这条 SQL 进行了三表关联，每个表都有几十万行数据，三表关联并没有在 where 条件中设置关联字段，形成了笛卡尔积，所以会产生大量临时数据；而且都是全表扫描，加载的临时数据过多;还涉及到排序产生了临时数据；这几方面导致 ibtmp1 空间快速爆满。

三、解决办法

和项目组沟通后，杀掉这个会话解决问题；

但是这个 SQL 停下来了，临时表空间中的临时数据没有释放；

最后通过重启 mysql 数据库，释放了临时表空间中的临时数据，这个只能通过重启释放。

四、分析原理

通过查看官方文档，官方是这么解释的：

翻译：

根据官网文档的解释，在正常关闭或初始化中止时，将删除临时表空间，并在每次启动服务器时重新创建。重启能够释放空间的原因在于正常关闭数据库，临时表空间就被删除了，重新启动后重新创建，也就是重启引发了临时表空间的重建，重新初始化，所以，重建后的大小为 12M。

从错误日志里可以验证上面的观点：

五、官网对于 ibtmp1 大小的说明

六、如何避免

1. 对临时表空间的大小进行限制，允许自动增长，但最大容量有上限,本例中由于 innodb_temp_data_file_path 设置的自动增长，但未设上限，所以导致 ibtmp1 

有 955G。

正确方法配置参数 innodb_temp_data_file_path：

[mysqld]

innodb_temp_data_file_path=ibtmp1:12M:autoextend:max:500M

参考官方文档：

设置了上限的大小，当数据文件达到最大大小时，查询将失败，并显示一条错误消息，表明表已满，查询不能往下执行，避免 ibtmp1 过大。

2. 在发送例如本例中的多表关联 SQL 时应确保有关联字段而且有索引，避免笛卡尔积式的全表扫描，对存在 group by、order by、多表关联的 SQL 要评估临时数据量，对 SQL 进行审核，没有审核不允许上线执行。

3. 在执行前通过 explain 查看执行计划，对 Using temporary 需要格外关注。

七、其他补充

1> 通过字典表查看执行的 SQL 产生临时表、使用临时表空间的情况：

查询字典表：sys.x$statements_with_temp_tables

select * from sys.x$statements_with_temp_tables where query like ‘select%’ and db=’test’ order by tmp_tables_to_disk_pct,disk_tmp_tables desc\G;

查询字典表：sys.statements_with_temp_tables

select * from sys.statements_with_temp_tables where query like ‘select%’ and db=’test’ order by tmp_tables_to_disk_pct,disk_tmp_tables desc\G;

这两个表查询的结果是一样的，各列含义如下：

query：规范化的语句字符串。

db：语句的默认数据库， NULL 如果没有。

exec_count：语句已执行的总次数。

total_latency：定时出现的语句的总等待时间。

memory_tmp_tables：由该语句的出现创建的内部内存临时表的总数。

disk_tmp_tables：由该语句的出现创建的内部磁盘临时表的总数。

avg_tmp_tables_per_query：每次出现该语句创建的内部临时表的平均数量。

tmp_tables_to_disk_pct：内部内存临时表已转换为磁盘表的百分比。

first_seen：第一次看到该声明的时间。

last_seen：最近一次发表该声明的时间。

digest：语句摘要。

参考链接：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/sys-statements-with-temp-tables.html

通过字典表 tmp_tables_to_disk_pct 这一列结果可知，内存临时表已转换为磁盘表的比例是 100%，说明通过复现这个查询，它的临时计算结果已经都放到磁盘上了，进一步证明这个查询和临时表空间容量的快速增长有关系。

2> 对于 mysql5.7 中 kill 掉运行长 SQL 的会话，ibtmp1 容量却没有收缩问题的调研；

来源链接：http://mysql.taobao.org/monthly/2019/04/01/

从文章中的解释看，会话被杀掉后，临时表是释放的，只是在 ibtmp1 中打了删除标记，空间并没有还给操作系统，只有重启才可以释放空间。

3> 下面，进一步用 mysql8.0 同样跑一下这个查询，看是否有什么不同;

mysql 版本：8.0.18

当这个 sql 将磁盘跑满之后，发现与 5.7 不同的是这个 SQL 产生的临时数据保存到了 tmpdir，mysql5.7 是保存在 ibtmp1 中，而且由于磁盘满，SQL 执行失败，很快磁盘空间就释放了；

问题：如何使用到 8.0 版本的临时表空间？

通过查看 8.0 的官方文档得知，8.0 的临时表空间分为会话临时表空间和全局临时表空间，会话临时表空间存储用户创建的临时表和当 InnoDB 配置为磁盘内部临时表的存储引擎时由优化器创建的内部临时表，当会话断开连接时，其临时表空间将被截断并释放回池中；也就是说，在 8.0 中有一个专门的会话临时表空间，当会话被杀掉后，可以回收磁盘空间；而原来的 ibtmp1 是现在的全局临时表空间，存放的是对用户创建的临时表进行更改的回滚段，在 5.7 中 ibtmp1 存放的是用户创建的临时表和磁盘内部临时表；

也就是在 8.0 和 5.7 中 ibtmp1 的用途发生了变化，5.7 版本临时表的数据存放在 ibtmp1 中，在 8.0 版本中临时表的数据存放在会话临时表空间，如果临时表发生更改，更改的 undo 数据存放在 ibtmp1 中；

实验验证：将之前的查询结果保存成临时表，对应会话是 45 号，通过查看对应字典表，可知 45 号会话使用了 temp_8.ibt 这个表空间，通过把查询保存成临时表，可以用到会话临时表空间，如下图：

下一步杀掉 45 号会话，发现 temp_8.ibt 空间释放了，变为了初始大小，状态为非活动的，证明在 mysql8.0 中可以通过杀掉会话来释放临时表空间。

总结：在 mysql5.7 时，杀掉会话，临时表会释放，但是仅仅是在 ibtmp 文件里标记一下，空间是不会释放回操作系统的。如果要释放空间，需要重启数据库；在 mysql8.0 中可以通过杀掉会话来释放临时表空间。

八、参考文档

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-temporary-tablespace.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-temporary-tablespace.html

http://mysql.taobao.org/monthly/2019/04/01/

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