数据库内核月报－ 2016/04 - MySQL · 捉虫动态 · 并行复制外键约束问题二 - 《数据库内核月报》

背景
问题描述
问题分析
问题解决

背景

并行复制可以大大提高备库的 binlog 应用速度，内核月报也多次对并行复制特性进行介绍，感兴趣的朋友可以回顾下：5.6 并行复制实现分析、5.6 并行复制恢复实现和 5.6并行复制事件分发机制。

在早期的内核月报，有一篇并行复制外建约束问题，介绍阿里在 5.5 版本中自己实现并行复制时遇到的外键约束问题，本文接着前作继续介绍并行复制外键约束问题，这次场景不一样，并且目前官方 5.6 最新版本（5.6.30）中也有这个问题。

问题描述

一般情况的复制是 A->B 这样一主一备，本文要描述的场景是 A->B->C 这样一主两备，并且备库级联，其中备库 C 开启了并行复制，B 可以串行也可以并行，binlog_fomat 都是 row。

在主库A上执行如下语句：

CREATE DATABASE db1;
CREATE DATABASE db2;
USE db1;
CREATE TABLE `parent` (
`id` int(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
USE db2;
CREATE TABLE `child` (
`id` int(11) DEFAULT NULL,
`parent_id` int(11) DEFAULT NULL,
KEY `par_ind` (`parent_id`),
CONSTRAINT `child_ibfk_1` FOREIGN KEY (`parent_id`) REFERENCES `db1`.`parent` (`id`) ON DELETE CASCADE
) ENGINE=InnoDB;
INSERT INTO db1.parent VALUES(1);
INSERT INTO db2.child VALUES(1, 1);

备库 C 上会报错如下，非常明显的一个外键约束的错误：

Last_SQL_Errno: 1452
Last_SQL_Error: Worker 7 failed executing transaction '' at master log mysqld-bin.000001, end_log_pos 1008; Could not execute Write_rows event on table db2.child; Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`db2`.`child`, CONSTRAINT `child_ibfk_1` FOREIGN KEY (`parent_id`) REFERENCES `db1`.`parent` (`id`) ON DELETE CASCADE), Error_code: 1452; handler error HA_ERR_NO_REFERENCED_ROW; the event's master log mysqld-bin.000001, end_log_pos 1008

问题分析

如前文并行复制外建约束问题所述，5.6 并行复制已经解了外键问题，遇到被外键约束的表，会先切为串行，当前事务执行完成后，再开始并行，为什么还会出问题呢？分析这个问题前，我们先来看下，5.6 是怎么解决外键约束问题的。

5.6 并行复制是基于db进行分发的，不同的db分发到不同的 worker 线程，对 row 格式的 binlog，分发信息是体现在 table_map event 中的。5.6 对 table_map 中加了一个专门的 flag TM_REFERRED_FK_DB_F，表示当前表被外键约束（具体参考commit 299ccba1e145c29ed3c242c152ced4cc345328b7），这样备库分发线程（Coordinator）在遇到有这种标志的 table_map，就切换为串行，具体逻辑参考Log_event::get_slave_worker() 和apply_event_and_update_pos()。

这个机制是没问题的，如果 flag 能从 A 传到 B 再传到 C，就不会出现这个问题，现在问题的出现是因为备库 B 执行完父表（parent）的更新后，写 binlog 时 flag 没写进去，导致 C 在并行模式下执行 parent 表更新时，没有切换到串行模式，和 child 表的更新同时在跑，如果执行 child 表更新的 worker 先做，那么就会出现外键约束报错。

问题解决

TM_REFERRED_FK_DB_F 这个 flag 是在 Table_map_log_event::Table_map_log_event() 构造函数中设置的，逻辑如下：

/*
Marking event to require sequential execution in MTS
if the query might have updated FK-referenced db.
Unlike Query_log_event where this fact is encoded through
the accessed db list in the Table_map case m_flags is exploited.
*/
uchar dbs= thd->get_binlog_accessed_db_names() ?
thd->get_binlog_accessed_db_names()->elements : 0;
if (dbs == 1)
{
  char *db_name= thd->get_binlog_accessed_db_names()->head();
  if (!strcmp(db_name, ""))
  m_flags |= TM_REFERRED_FK_DB_F;
}

如果当前访问到的 db 个数为1，并且 db 是空字符串 "" 的话，就设置这个 flag。binlog_accessed_db_names 中只有 "" 这一个元素是一个特殊构造的场景，正常情况下db不会是 ""的，构造这样 db 的逻辑在 THD::decide_logging_format，如下:

if (is_write &&
    lex->sql_command != SQLCOM_END /* rows-event applying by slave */)
{
  /*
    Master side of DML in the STMT format events parallelization.
    All involving table db:s are stored in a abc-ordered name list.
    In case the number of databases exceeds MAX_DBS_IN_EVENT_MTS maximum
    the list gathering breaks since it won't be sent to the slave.
  */
  for (TABLE_LIST *table= tables; table; table= table->next_global)
  {
    if (table->placeholder())
      continue;
    DBUG_ASSERT(table->table);
    if (table->table->file->referenced_by_foreign_key())
    {
      /*
         FK-referenced dbs can't be gathered currently. The following
         event will be marked for sequential execution on slave.
      */
      binlog_accessed_db_names= NULL;
      add_to_binlog_accessed_dbs("");
      break;
    }
    if (!is_current_stmt_binlog_format_row())
      add_to_binlog_accessed_dbs(table->db);
  }
}

可以看到，如果有当前表被外键约束的话（table->table->file->referenced_by_foreign_key()）,会清掉binlog_accessed_db_names，只放一个空字符串进去。

但是 SQL 线程在应用 row_event 时，不会走到上面的逻辑，因为 lex->sql_command 的值为 SQLCOM_END，所以备库 B 生成的 parent 表的 table_map 就不包含这个 flag。

修复也比较简单，把 lex->sql_command != SQLCOM_END 这个条件去掉即可，或者参考官方 bug 这里提供的修复方法，也是可以的。