MySQL 外键异常分析

外键约束异常现象

如下测例中，没有违反引用约束的插入失败。

create database `a-b`;

use `a-b`;

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;

create table t1(c1 int primary key, c2 int) engine=innodb;

create table t2(c1 int primary key, c2 int) engine=innodb;

alter table t2 add  foreign key(c2)  references `a-b`.t1(c1);

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=1;

insert into t1 values(1,1);

select * from t1;

c1      c2

1       1

select * from t2;

c1      c2

insert into t2 values(1,1);

ERROR 23000: Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`a-b`.`t2`, CONSTRAINT `t2_ibfk_1` FOREIGN KEY (`c2`) REFERENCES `a-b`.`t1` (`c1`))

insert into t2 values(1,1); //预期应该成功实际失败了。子表插入任何数据都会报违反引用约束。

异常分析

首先我们会检查表结构是否正常

show create table t2;

Table   Create Table

t2      CREATE TABLE `t2` (

  `c1` int(11) NOT NULL,

  `c2` int(11) DEFAULT NULL,

  PRIMARY KEY (`c1`),

  KEY `c2` (`c2`),

  CONSTRAINT `t2_ibfk_1` FOREIGN KEY (`c2`) REFERENCES `a-b`.`t1` (`c1`)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

查看 innodb_sys_foreign 表

select * from information_schema.innodb_sys_foreign where id='a@002db/t2_ibfk_1';

+-------------------+------------+----------+--------+------+

| ID                | FOR_NAME   | REF_NAME | N_COLS | TYPE |

+-------------------+------------+----------+--------+------+

| a@002db/t2_ibfk_1 | a@002db/t2 | a-b/t1   |      1 |    0 |

+-------------------+------------+----------+--------+------+

select * from information_schema.innodb_sys_tables where name='a@002db/t1';

+----------+------------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+

| TABLE_ID | NAME       | FLAG | N_COLS | SPACE | FILE_FORMAT | ROW_FORMAT | ZIP_PAGE_SIZE |

+----------+------------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+

|      530 | a@002db/t1 |    1 |      5 |   525 | Antelope    | Compact    |             0 |

+----------+------------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+

表结构正常，表面上看外键在系统表中元数据库信息正常。仔细比较发现 innodb_sys_foreign 的REF_NAME字段"a-b/t1"实际应为"a@002db/t2"。

MySQL内部表名和库名存储格式

MySQL 内部用 my_charset_filename 字符集来表名和库名。

以下数组定义了 my_charset_filename 字符集需要转换的字符。数组下标为 ascii 值，1代表不需要转换。可以看到字母数字和下划线等不需要转换，同时字符'-'是需要转换的，转换函数参见my_wc_mb_filename。

static char filename_safe_char[128]=

{

  1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /* ................ */

  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /* ................ */

  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /*  !"#$%&'()*+,-./ */

  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0, /* 0123456789:;<=>? */

  0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, /* @ABCDEFGHIJKLMNO */

  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1, /* PQRSTUVWXYZ[\]^_ */

  0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, /* `abcdefghijklmno */

  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0, /* pqrstuvwxyz{|}~. */

};

异常分析

由上节可知，字符'-'作为库名或表名是需要转换的。innodb_sys_foreign 中 FOR_NAME 值是转换过的，只有 REF_NAME 未转换，而系统表 innodb_sys_tables 中存储的表名是转换后的。dict_get_referenced_table 根据未转换的表名 a-b/t1 去系统表 SYS_TABLES 查找会查找不到记录。于是会导致

 foreign->referenced_table==NULL

因此对子表的任何插入都会返回错误 DB_NO_REFERENCED_ROW，如下代码

row_ins_check_foreign_constraint:

 if (check_ref) {

         check_table = foreign->referenced_table;

         check_index = foreign->referenced_index;

 } else {

         check_table = foreign->foreign_table;

         check_index = foreign->foreign_index;

 }

if (check_table == NULL

    || check_table->ibd_file_missing

    || check_index == NULL) {

        if (!srv_read_only_mode && check_ref) {

                ……

                err = DB_NO_REFERENCED_ROW;

        }

        goto exit_func;

经过进一步调试分析发现，函数innobase_get_foreign_key_info中主表的库名和表名都没有经过转换，而是直接使用系统字符集。

回过头再看看bug的触发条件：

表名或库名包含特殊字符；
此表作为引用约束的主表；
增加引用约束是设置了SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0；

这里强调下第3条, 如果上面的测例中去掉了SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0，那么结果 REF_NAME会正常转换

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=1;

create table t1(c1 int primary key, c2 int) engine=innodb;

create table t2(c1 int primary key, c2 int) engine=innodb;

alter table t2 add  foreign key(c2)  references `a-b`.t1(c1);

select * from information_schema.innodb_sys_foreign where id='a@002db/t2_ibfk_1';

+-------------------+------------+------------+--------+------+

| ID                | FOR_NAME   | REF_NAME   | N_COLS | TYPE |

+-------------------+------------+------------+--------+------+

| a@002db/t2_ibfk_1 | a@002db/t2 | a@002db/t1 |      1 |    0 |

+-------------------+------------+------------+--------+------+

online DDL 与 foreign key

MySQL 5.6 online DDL 是支持建索引的。而对于建外键索引同样也是支持的，条件是SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0。

ha_innobase::check_if_supported_inplace_alter：

 if ((ha_alter_info->handler_flags

      & Alter_inplace_info::ADD_FOREIGN_KEY)

     && prebuilt->trx->check_foreigns) {

         ha_alter_info->unsupported_reason = innobase_get_err_msg(

                 ER_ALTER_OPERATION_NOT_SUPPORTED_REASON_FK_CHECK);

         DBUG_RETURN(HA_ALTER_INPLACE_NOT_SUPPORTED);

 }

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0时，prebuilt->trx->check_foreigns为false。

我们再来看出问题的函数innobase_get_foreign_key_info，只有online DDL的代码路径才会调用此函数：

#0  innobase_get_foreign_key_info

#1  ha_innobase::prepare_inplace_alter_table

#2  handler::ha_prepare_inplace_alter_table

#3  mysql_inplace_alter_table

#4  mysql_alter_table

......

而非online DDL的路径如下，函数 dict_scan_id 会对表名和库名进行转换：

#0  dict_scan_id

#1  dict_scan_table_name

#2  dict_create_foreign_constraints_low

#3  dict_create_foreign_constraints

#4  row_table_add_foreign_constraints

#5  ha_innobase::create

#6  handler::ha_create

#7  ha_create_table

#8  mysql_alter_table

......

修复

bug系统中虽然没有相关的bug信息，但从MySQL 5.6.26中我们看到官方Bug#21094069已经进行了修复，在innobase_get_foreign_key_info中对库名和表名进行转换。

参考commit:1fae0d42c352908fed03e29db2b391a0d2969269