当你开始执行一个 ALTER ，而你遇到了可怕的“元数据锁定等待”，我敢肯定你一定遇见过。我最近遇到了一个案例，其中被更改的表要执行一个很小范围的更新（100行）。ALTER 在负载测试期间一直等待了几个小时。在停止负载测试后，ALTER 按预期在不到一秒的时间内就完成了。那么这里发生了什么？
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检查外键
每当有奇数次锁定时，我的第一直觉就是检查外键。当然这张表有一些外键引用了一个更繁忙的表。但是这种行为似乎仍然很奇怪。对表运行 ALTER 时，会针对子表请求一个 SHARED_UPGRADEABLE 元数据锁。还有针对父级的 SHARED_READ_ONLY 元数据锁。
我们来看看如何根据文档获取元数据锁定[1]：
如果给定锁定有多个服务器，则首先满足最高优先级锁定请求，并且与 max_write_lock_count系统变量有关。写锁定请求的优先级高于读取锁定请求。
[1]：
请务必注意锁定顺序是序列化的：语句逐个获取元数据锁，而不是同时获取，并在此过程中执行死锁检测。
通常在考虑队列时考虑先进先出。如果我发出以下三个语句（按此顺序），它们将按以下顺序完成：
1. INSERT INTO parent2. ALTER TABLE child3. INSERT INTO parent
但是当子 ALTER 语句请求对父进行读取锁定时，尽管排序，但两个插入将在 ALTER 之前完成。以下是可以演示此示例的示例场景：
数据初始化：
CREATE TABLE `parent` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`val` varchar(10) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
CREATE TABLE `child` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`parent_id` int(11) DEFAULT NULL,
`val` varchar(10) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_parent` (`parent_id`),
CONSTRAINT `fk_parent` FOREIGN KEY (`parent_id`) REFERENCES `parent` (`id`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE NO ACTION
) ENGINE=InnoDB;
INSERT INTO `parent` VALUES (1, "one"), (2, "two"), (3, "three"), (4, "four");
Session 1:
start transaction;update parent set val = "four-new" where id = 4;
Session 2:
alter table child add index `idx_new` (val);
Session 3:
start transaction;update parent set val = "three-new" where id = 3;
此时，会话 1 具有打开的事务，并且处于休眠状态，并在父级上授予写入元数据锁定。 会话 2 具有在子级上授予的可升级（写入）锁定，并且正在等待父级的读取锁定。最后会话 3 具有针对父级的授权写入锁定：
mysql select * from performance_schema.metadata_locks;+-------------+-------------+-------------------+---------------+-------------+| OBJECT_TYPE | OBJECT_NAME | LOCK_TYPE | LOCK_DURATION | LOCK_STATUS |+-------------+-------------+-------------------+---------------+-------------+| TABLE | child | SHARED_UPGRADABLE | TRANSACTION | GRANTED | - ALTER (S2)| TABLE | parent | SHARED_WRITE | TRANSACTION | GRANTED | - UPDATE (S1)| TABLE | parent | SHARED_WRITE | TRANSACTION | GRANTED | - UPDATE (S3)| TABLE | parent | SHARED_READ_ONLY | STATEMENT | PENDING | - ALTER (S2)+-------------+-------------+-------------------+---------------+-------------+
请注意，具有挂起锁定状态的唯一会话是会话 2（ALTER）。会话 1 和会话 3 （分别在 ALTER 之前和之后发布）都被授予了写锁。排序失败的地方是在会话 1 上发生提交的时候。在考虑有序队列时，人们会期望会话 2 获得锁定，事情就会继续进行。但是，由于元数据锁定系统的优先级性质，会话 3 具有锁定，会话 2 仍然等待。
如果另一个写入会话进入并启动新事务并获取针对父表的写锁定，则即使会话 3 完成，ALTER 仍将被阻止。
只要我保持一个对父表打开元数据锁定的活动事务，子表上的 ALTER 将永远不会完成。更糟糕的是，由于子表上的写锁定成功（但是完整语句正在等待获取父读锁定），所以针对子表的所有传入读取请求都将被阻止！
另外，请考虑一下您通常如何对无法完成的语句进行故障排除。您查看已经打开较长时间的事务（在进程列表和 InnoDB 状态中）。但由于阻塞线程现在比 ALTER 线程更年轻，因此您将看到的最旧的事务/线程是 ALTER 。
这正是这种情况下发生的情况。在准备发布时，我们的客户端正在运行 ALTER 语句并结合负载测试（一种非常好的做法！）以确保顺利发布。问题是负载测试保持对父表打开一个活动的写事务。这并不是说它只是一直在写，而是有多个线程，一个总是活跃的。 这阻止了 ALTER 完成并阻止对相对静态的子表的随后的读请求。
幸运的是，这个问题有一个解决方案（除了从设计模式中驱逐外键）。变量 max_write_lock_count[2] 可用于允许在写入锁定之后在读取锁定之前授予读取锁定连续写锁。默认情况下，此变量设置为 18446744073709551615，如果你对该表发出 10,000 次写入/秒，那么你的读将被锁定 5800 万年……
在程序员的职业生涯中，总会遇到数据库表被锁的情况，前些天就又撞见一次。由于业务突发需求，各个部门都在批量操作、导出数据，而数据库又未做读写分离，结果就是：数据库的某张表被锁了！
用户反馈系统部分功能无法使用，紧急排查，定位是数据库表被锁，然后进行紧急处理。这篇文章给大家讲讲遇到类似紧急状况的排查及解决过程，建议点赞收藏，以备不时之需。
用户反馈某功能页面报502错误，于是第一时间看服务是否正常，数据库是否正常。在控制台看到数据库CPU飙升，堆积大量未提交事务，部分事务已经阻塞了很长时间，基本定位是数据库层出现问题了。
查看阻塞事务列表，发现其中有锁表现象，本想利用控制台直接结束掉阻塞的事务，但控制台账号权限有限，于是通过客户端登录对应账号将锁表事务kill掉，才避免了情况恶化。
下面就聊聊，如果当突然面对类似的情况，我们该如何紧急响应？
想象一个场景，当然也是软件工程师职业生涯中会遇到的一种场景：原本运行正常的程序，某一天突然数据库的表被锁了，业务无法正常运转，那么我们该如何快速定位是哪个事务锁了表，如何结束对应的事物？
首先最简单粗暴的方式就是：重启MySQL。对的，网管解决问题的神器——“重启”。至于后果如何，你能不能跑了，要你自己三思而后行了！
重启是可以解决表被锁的问题的，但针对线上业务很显然不太具有可行性。
下面来看看不用跑路的解决方案：
遇到数据库阻塞问题，首先要查询一下表是否在使用。
如果查询结果为空，那么说明表没在使用，说明不是锁表的问题。
如果查询结果不为空，比如出现如下结果：
则说明表（test）正在被使用，此时需要进一步排查。
查看数据库当前的进程，看看是否有慢SQL或被阻塞的线程。
执行命令：
该命令只显示当前用户正在运行的线程，当然，如果是root用户是能看到所有的。
在上述实践中，阿里云控制台之所以能够查看到所有的线程，猜测应该使用的就是root用户，而笔者去kill的时候，无法kill掉，是因为登录的用户非root的数据库账号，无法操作另外一个用户的线程。
如果情况紧急，此步骤可以跳过，主要用来查看核对：
如果情况紧急，此步骤可以跳过，主要用来查看核对：
看事务表INNODB_TRX中是否有正在锁定的事务线程，看看ID是否在show processlist的sleep线程中。如果在，说明这个sleep的线程事务一直没有commit或者rollback，而是卡住了，需要手动kill掉。
搜索的结果中，如果在事务表发现了很多任务，最好都kill掉。
执行kill命令：
对应的线程都执行完kill命令之后，后续事务便可正常处理。
针对紧急情况，通常也会直接操作第一、第二、第六步。
这里再补充一些MySQL锁相关的知识点：数据库锁设计的初衷是处理并发问题，作为多用户共享的资源，当出现并发访问的时候，数据库需要合理地控制资源的访问规则，而锁就是用来实现这些访问规则的重要数据结构。
根据加锁的范围，MySQL里面的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类。MySQL中表级别的锁有两种：一种是表锁，一种是元数据锁（metadata lock，MDL)。
表锁是在Server层实现的，ALTER TABLE之类的语句会使用表锁，忽略存储引擎的锁机制。表锁通过lock tables… read/write来实现，而对于InnoDB来说，一般会采用行级锁。毕竟锁住整张表影响范围太大了。
另外一个表级锁是MDL（metadata lock），用于并发情况下维护数据的一致性，保证读写的正确性，不需要显式的使用，在访问一张表时会被自动加上。
常见的一种锁表场景就是有事务操作处于：Waiting for table metadata lock状态。
MySQL在进行alter table等DDL操作时，有时会出现Waiting for table metadata lock的等待场景。
一旦alter table TableA的操作停滞在Waiting for table metadata lock状态，后续对该表的任何操作（包括读）都无法进行，因为它们也会在Opening tables的阶段进入到Waiting for table metadata lock的锁等待队列。如果核心表出现了锁等待队列，就会造成灾难性的后果。
通过show processlist可以看到表上有正在进行的操作（包括读），此时alter table语句无法获取到metadata 独占锁，会进行等待。
通过show processlist看不到表上有任何操作，但实际上存在有未提交的事务，可以在information_schema.innodb_trx中查看到。在事务没有完成之前，表上的锁不会释放，alter table同样获取不到metadata的独占锁。
处理方法：通过 select * from information_schema.innodb_trxG, 找到未提交事物的sid，然后kill掉，让其回滚。
通过show processlist看不到表上有任何操作，在information_schema.innodb_trx中也没有任何进行中的事务。很可能是因为在一个显式的事务中，对表进行了一个失败的操作（比如查询了一个不存在的字段），这时事务没有开始，但是失败语句获取到的锁依然有效，没有释放。从performance_schema.events_statements_current表中可以查到失败的语句。
处理方法：通过performance_schema.events_statements_current找到其sid，kill 掉该session，也可以kill掉DDL所在的session。
总之，alter table的语句是很危险的（核心是未提交事务或者长事务导致的），在操作之前要确认对要操作的表没有任何进行中的操作、没有未提交事务、也没有显式事务中的报错语句。
如果有alter table的维护任务，在无人监管的时候运行，最好通过lock_wait_timeout设置好超时时间，避免长时间的metedata锁等待。
关于MySQL的锁表其实还有很多其他场景，我们在实践的过程中尽量避免锁表情况的发生，当然这需要一定经验的支撑。但更重要的是，如果发现锁表我们要能够快速的响应，快速的解决问题，避免影响正常业务，避免情况进一步恶化。所以，本文中的解决思路大家一定要收藏或记忆一下，做到有备无患，避免突然状况下抓瞎。
第一步，查看行锁使用情况，命令：
show statue like 'innodb_row_lock%';
如下图所示：
第二步，创建数据库表monitor_amount，如下图所示：
第三步，查看innodb的状态，命令：
show innodb status \G;
如下图所示：
第四步，向数据库表monitor_amount插入四条记录，如下图所示：
第五步，再次查看innodb状态，如下图所示：
第六步，可以利用删除表命令来停止查看，如下图所示：
