MySQL open table

MySQL open table

 

背景：
    MySQL经常会遇到Too many open files，MySQL上的open_files_limit和OS层面上设置的open file limit有什么关系？
源码中也会看到不同的数据结构，TABLE, TABLE_SHARE，跟表是什么关系？
MySQL flush tables又做了些什么，这几个东西放在一起，就会比较迷惑，下面进行梳理一下：

1 数据结构

table: 　　MySQL为每一个查询sql中的表建一个TABLE对象
table_share:  MySQL为每一张表建立一个table_share对象，与frm文件对应
handler:　　对应于每个TABLE对象，innodb引擎创建一个handler
dict_table_t:  innodb为每一个ibd表load一个数据字典对象

简略图如下：

1. open table的过程

测试sql：select * from xpchild.pp

 函数调用栈：

open_and_lock_tables
  open_tables
     open_and_process_table
         open_table：打开一个table，并赋值给table_list->table

下面进入核心的逻辑：

开始锁lock_open：

    

1.1 table_share:

首先根据db&&table_name创建一个table_share.

函数调用栈：

get_table_share_with_discover: 创建或者查找table_share对象。
  get_table_share：如果全局cache：table_def_cache中存在，就直接使用，如果不存在，就创建一个table_share
     alloc_table_share: 如果不存在，先分配一个share的对象。
        open_table_def: 打开frm文件。
            mysql_file_open: my_open打开
            inline_mysql_file_close: my_close关闭
            share->ref_count++;

要点：

1. MySQL server层维护了一个全局的table definition cache即table_def_cache，所以一个table_share只会创建一次，后续进行共享。
2. 初始化table_share的过程中，调用文件系统打开frm文件，初始化完成后，关闭frm文件。
3. share结构中ref_count来表示有多少个table关联

1.2 打开table：

open_table_from_share

step1: 初始化table中的变量，包括file handler (get_new_handler(share->db_type()))
step2: 添加各种索引，字段结构
step3: file->ha_open：ha_innobase::open 为innodb的table创建一个handler。

要点：

1. 在open table的过程中，innodb会创建一个handler，并打开ibd文件，初始化dict_table结构。

释放锁lock_open

1.3 close table:

sql执行结束之前，会调用close table
  close_open_tables(thd)
    table_def_unuse_table：

要点：
1.table_share维护了两个双向链表used_tables，free_tables，当close table的时候，

1.1 table->in_use=NULL，
1.2 把table从used_tables移除
1.3 加入到free_tables

2.全局参数table_cache_size，已经当前table_cache_count计数控制cache的置换策略

2. 再次执行sql

因为第一步已经完成了table_share的创建，并且cache了table，再次执行sql时，open table的过程就比较简单：
2.1: get_table_share:从cache中直接获取table_share对象
2.2：open_table_from_share：从s->free_tables中获取缓存的可以使用的table,然后增加ref计数。
             if (!share->free_tables.is_empty())
                 table= share->free_tables.front();
                   ++share->ref_count;

3 系统计数：

opened_tables：系统在open_table_from_share中，对新建的table，进行thd->status_var.opened_tables++计数。
opened_shares: 系统在 open_table_def的函数中，对于首次进行open的table_share进行thd->status_var.opened_shares++计数

注: 所以当系统的status:open_tables增长比较多的时候，可以适当的增加table_cache_size，用于缓存更多的table，毕竟open table的开销还是不小的。

4 status统计

使用show status命令，跟open有关的几个：

{"Open_files", (char*) &my_file_opened, SHOW_LONG_NOFLUSH}
　　注释：【全局变量】MySQL和innodb通过文件系统打开的文件的计数，这里包括了所有的文件，binlog，relay，alert，slow log等。

{"Open_table_definitions", (char*) &show_table_definitions, SHOW_FUNC},
　　注释：【全局变量】server当前打开的table_share数量，等于table_def_cache.records的数量

{"Open_tables", (char*) &show_open_tables, SHOW_FUNC}
　　注释：【全局变量】 server当前打开的table数量，server维护了一个全局变量table_cache_count

{"Opened_files", (char*) &my_file_total_opened, SHOW_LONG_NOFLUSH}
　　注释：【全局变量】 启动以来打开过的文件的总数

{"Opened_tables", (char*) offsetof(STATUS_VAR, opened_tables), SHOW_LONG_STATUS}
　　注释: 【线程变量】 在真正open_table_from_share的过程中，累计计数

{"Opened_table_definitions", (char*) offsetof(STATUS_VAR, opened_shares), SHOW_LONG_STATUS}
　　注释: 【线程变量】 在真正打开share的时候，累计计数

注： use test的过程：
　　在use test的过程中，会轮询把test db下的所有表的table_share都创建一遍，即open所有的frm文件，并创建table_share对象，最后close 所有的frm文件。

为了方便调试，写了一个进程监控的程序：pidmon.py

在gdb的时候，可以看到mysqld进程打开的所有文件：

Too many open files: 

这里包括了server层的open frm，和innodb层open ibd的时候，当打开的文件超过limit限制，就会报这个错误。
但这个限制牵涉到两个参数：
一个是MySQL配置的open_files_limit
一个是OS层配置的进程的open file limit