如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数

如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。
 
一、问题来源
这是一个朋友问我的一个问题，问题如下，在MTS中Worker线程看到Time为负数是怎么回事，如下：
 
如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数
 
二、关于show processlist中的Time
实际上show processlist中的信息基本都来自函数 mysqld_list_processes，也就是说每次执行show processlist 都需要执行这个函数来进行填充。对于Time值来讲它来自如下信息：
 
Percona ：
time_t now= my_time(0);
 protocol->store_long ((thd_info->start_time > now) ? 0
        : (longlong) (now - thd_info->start_time));
官方版：
time_t now= my_time(0);
protocol->store_long ((longlong) (now - thd_info->start_time));
我们可以注意到在Percona的版本中对这个输出值做了优化，也就是如果出现负数的时候直接显示为0，但是官方版中没有这样做，可能出现负数。
 
三、计算方式解读和测试
现在我们来看看这个简单的计算公式，实际上now很好理解就是服务器的当前时间，重点就在于thd_info->start_time的取值来自何处。
实际这个时间来自于函数THD::set_time，但是需要注意的是这个函数会进行重载，有下面三种方式：
 
重载1
 
inline void set_time()
  {
    start_utime= utime_after_lock= my_micro_time();
    if (user_time.tv_sec || user_time.tv_usec)
    {
      start_time= user_time;
    }
    else
      my_micro_time_to_timeval(start_utime, &start_time);
...
  }
重载2
 
  inline void set_time(const struct timeval *t)
  {
    start_time= user_time= *t;
    start_utime= utime_after_lock= my_micro_time();
...
  }
重载3
 
  void set_time(QUERY_START_TIME_INFO *time_info)
  {
    start_time= time_info->start_time;
    start_utime= time_info->start_utime;
  }
其实简单的说就是其中有一个start_utime，如果设置了start_utime那么start_time将会指定为start_utime，并且在重载1中将会不会修改start_time，这一点比较重要。
 
好了说了3种方式，我们来看看Time的计算有如下可能。
 
1、执行命令
如果主库执行常见的命令都会在命令发起的时候调用重载1，设置start_time为命令开始执行的时间如下：
 
堆栈：
#0  THD::set_time (this=0x7ffe7c000c90) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_class.h:3505
#1  0x00000000015c5fe8 in dispatch_command (thd=0x7ffe7c000c90, com_data=0x7fffec03fd70, command=COM_QUERY)
    at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_parse.cc:1247
可以看到这个函数没有实参，因此start_time会设置为当前时间，那Time的计算公式 now - thd_info->start_time就等于 （服务器当前时间 - 命令开始执行的时间）。
 
2、从库 单Sql线程 和 Worker线程
其实不管单Sql线程还是Worker线程都是执行Event的，这里的start_time将会被设置为Event header中timestamp的时间（query event/dml event），这个时间实际就是主库命令发起的时间。如下：
 
堆栈：
query event：
#0  THD::set_time (this=0x7ffe78000950, t=0x7ffe701ec430) at /root/mysqlall/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_class.h:3526
#1  0x00000000018459ab in Query_log_event::do_apply_event (this=0x7ffe701ec310, rli=0x7ffe7003c050, query_arg=0x7ffe701d88a9 "BEGIN", q_len_arg=5)
    at /root/mysqlall/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/log_event.cc:4714
堆栈：
dml event：
#0  THD::set_time (this=0x7ffe78000950, t=0x7ffe701ed5b8) at /root/mysqlall/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_class.h:3526
#1  0x000000000185aa6e in Rows_log_event::do_apply_event (this=0x7ffe701ed330, rli=0x7ffe7003c050)
    at /root/mysqlall/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/log_event.cc:11417
我们看到这里有一个实参的传入我们看一下代码如下：
 
thd->set_time(&(common_header->when))
实际上就是这一行，这是我们前面说的重载3，这样设置后start_utime和start_time都将会设置，即便调用重载1也不会更改， 那Time的计算方式 now - thd_info->start_time就等于 （从库服务器当前时间 - Event header中的时间），但是要知道 Event header中的时间实际也是来自于主库命令发起的时间。 既然如此如果从库服务器的时间小于主库服务器的时间，那么Time的结果可能是负数是可能出现的，当然Percona版本做了优化负数将会显示为0，如果从库服务器的时间大于主库的时间那么可能看到Time比较大。
 
因为我的测试环境都是Percona，为了效果明显，我们来测试一下Worker线程Time很大的情况，如下设置：
 
主库：
[root@mysqltest2 test]# date
Fri Nov  1 01:40:54 CST 2019
从库：
[root@gp1 log]# date
Tue Nov 19 15:58:37 CST 2019
主库随便做一个命令，然后观察如下：
 
如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数
 
3、设置timestamp
如果手动指定timestamp也会影响到Time的计算结果，因为start_utime和start_time都将会设置，如下：
 
mysql> set timestamp=1572540000
堆栈：
#0  THD::set_time (this=0x7ffe7c000c90, t=0x7fffec03db30) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_class.h:3526
#1  0x000000000169e509 in update_timestamp (thd=0x7ffe7c000c90, var=0x7ffe7c006860) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sys_vars.cc:4966
#2  0x00000000016b9a3d in Sys_var_session_special_double::session_update (this=0x2e68e20, thd=0x7ffe7c000c90, var=0x7ffe7c006860)
    at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sys_vars.h:1889
我们看到带入了实参，我们看看代码这一行如下：
 
 thd->set_time(&tmp);
这就是重载2了，这样设置后start_utime和start_time都将会设置，即便调用重载1也不会更改，言外之意就是设置了timestamp后即便执行了其他的命令Time也不会更新。Time的计算方式 now - thd_info->start_time就等于 （服务器当前时间 - 设置的timestamp时间），这样的话就可能出现Time出现异常，比如很大或者为负数（Percona为0）如下：
 
如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数
 
4、空闲情况下
如果我们的会话空闲状态下那么now - thd_info->start_time 公式中，now会不断变大，但是thd_info->start_time却不会改变，因此Time 会不断增大，等待到下一次命令到来后才会更改。
 
四、延伸
这里我想在说明一下如果从库开启了log_slave_updates 的情况下，从库记录会记录来自主库的Event，但是这些Event的timestamp和Query Event的exetime如何取值呢？
 
Event的timestamp的取值
 
其实上面我已经说了，因为 start_time将会被设置为Event header中timestamp的时间（query event/dml event），当记录Evnet的时候这个时间和主库基本一致，如下：
 
如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数
 
很明显我们会发现这些Event的timestamp不是本地的时间，而是主库的时间。
 
Query Event的exetime
 
我们先来看看这个时间的计算方式：
 
  ulonglong micro_end_time= my_micro_time();//这里获取时间 query event
  my_micro_time_to_timeval(micro_end_time, &end_time);
  exec_time= end_time.tv_sec - thd_arg->start_time.tv_sec;//这里计算时间
相信对于  thd_arg->start_time而言已经不再陌生，它就是主库命令发起的时间。我在我的《深入理解主从原理》系列中说过了，对于Query Event的exetime在 row格式binlog下，DML语句将会是第一行语句修改时间的时间，那么我们做如下定义（row格式 DML语句）：
 
主：主库第一行数据修改完成的服务器时间 - 主库本命令发起的时间
从：从库第一行数据修改完成的服务器时间 - 主库本命令发起的时间
他们的差值就是：
（从库第一行数据修改完成的服务器时间 - 主库第一行数据修改完成的服务器时间 ）
 
同样如果我们从库的时间远远大于主库的时间，那么exetime也会出现异常如下：
 
如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数
 
Time是我们平时关注的一个指标，我们经常用它来表示我的语句执行了多久，但是如果出现异常的情况我们也应该能够明白为什么，这里我将它的计算方式做了一个不完全的解释。
 
关于如何理解在MTS中Worker线程看到Time为负数问题的解答就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助。