带着问题读 TiDB 源码：Power BI Desktop 以 MySQL 驱动连接 TiDB 报错

​常有人说，阅读源码是每个优秀开发工程师的必经之路，但是在面对像类似 TiDB 这样复杂的系统时，源码阅读是一个非常庞大的工程。而对一些 TiDB User 来说，从自己日常遇到的问题出发，反过来阅读源码就是一个不错的切入点，因此我们策划了《带着问题读源码》系列文章。

本文为该系列的第二篇，从一个 Power BI Desktop 在 TiDB 上表现异常的问题为例，介绍从问题的发现、定位，到通过开源社区提 issue、写 PR 解决问题的流程，从代码实现的角度来做 trouble shooting，希望能够帮助大家更好地了解 TiDB 源码。

首先我们重现一下失败的场景（TiDB 5.1.1 on MacOS），建一个简单的只有一个字段的表：

CREATE TABLE test(name VARCHAR(1) PRIMARY KEY);

MySQL 上可以 TiDB 上就不可以，报错

DataSource.Error: An error happened while reading data from the provider: 'Failed to enable constraints. One or more rows contain values violating non-null, unique, or foreign-key constraints.'

Details:

DataSourceKind=MySql

DataSourcePath=localhost:4000;test

看 general log TiDB 上最后一条跑的 SQL 是：

select COLUMN_NAME, ORDINAL_POSITION, IS_NULLABLE, DATA_TYPE, case when NUMERIC_PRECISION is null then null when DATA_TYPE in ('FLOAT', 'DOUBLE') then 2 else 10 end AS NUMERIC_PRECISION_RADIX, NUMERIC_PRECISION, NUMERIC_SCALE, CHARACTER_MAXIMUM_LENGTH, COLUMN_DEFAULT, COLUMN_COMMENT AS DESCRIPTION, COLUMN_TYPE from INFORMATION_SCHEMA.COLUMNS where table_schema = 'test' and table_name = 'test';

我们用 tiup 启动一个 TiDB 集群，使用 tiup client 执行该命令，tiup client 也会报错：

error: mysql: sql: Scan error on column index 4, name "NUMERIC_PRECISION_RADIX": converting NULL to int64 is unsupported

那我们的注意力就集中在解决这条语句的问题，我们先看 tiup client 上报的这个错意味着什么。tiup client 使用的是 golang xo/usql 库，但是在 xo/usql 库中，我们并不能找到对应的报错信息，grep converting 关键字返回极有限且无关的内容。我们再看 xo/usql 的 mysql driver，其中又引用到了 go-sql-driver/mysql，下载它的代码并 grep converting，只返回了 changelog 中的一条信息，大概率报错的地方也不在这个库中。浏览一下 go-sql-driver/mysql 中的代码，发现它依赖于 database/sql，那我们看看 database/sql 的内容。database/sql 是 golang 的标准库，所以我们需要下载 golang 的源码。在 golang 的 database 目录中 grep converting，很快就找到了与报错信息相符的内容：

go/src/database/sql/convert.go

case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:

if src == nil {

return fmt.Errorf("converting NULL to %s is unsupported", dv.Kind())

}

s := asString(src)

i64, err := strconv.ParseInt(s, 10, dv.Type().Bits())

if err != nil {

err = strconvErr(err)

return fmt.Errorf("converting driver.Value type %T (%q) to a %s: %v", src, s, dv.Kind(), err)

}

dv.SetInt(i64)

return nil

我们再追踪这个片段，看这里的类型是如何来的，最终我们会回到 go-sql-driver/mysql 中：

mysql/fields.go

case fieldTypeLongLong:

if mf.flags&flagNotNULL != 0 {

if mf.flags&flagUnsigned != 0 {

return scanTypeUint64

}

return scanTypeInt64

}

return scanTypeNullInt

这部分的代码是在解析语句返回体中的 column definition，转换成 golang 中的类型。我们可以使用 mysql --host 127.0.0.1 --port 4000 -u root --column-type-info 连上后查看有问题的 SQL 返回的 column metadata：

MySQL

Field 5: `NUMERIC_PRECISION_RADIX`

Catalog: `def`

Database: `` 

Table: ``

Org_table: ``

Type: LONGLONG

Collation: binary (63)

Length: 3

Max_length: 0

Decimals: 0

Flags: BINARY NUM

TiDB

Field 5: `NUMERIC_PRECISION_RADIX`

Catalog: `def`

Database: ``

Table: ``

Org_table: ``

Type: LONGLONG

Collation: binary (63)

Length: 2

Max_length: 0

Decimals: 0

Flags: NOT_NULL BINARY NUM

可以很明显的看到，tiup client 报错信息中的 NUMERIC_PRECISION_RADIX 字段的 column definition 在 TiDB 上有明显的问题，该字段在 TiDB 的返回体中被标记为了 NOT_NULL，很明显这是不合理的，因为该字段显然可以是 NULL，MySQL 的返回值也体现了这一点。所以 xo/usql 在处理返回体的时候报错了。到了这里，我们已经发现了 client 端为什么会报错，下面我们就需要去寻找 TiDB 为什么会返回一个错误的 column definition。

通过 TiDB Dev Guide 我们可以知道 TiDB 中一条 DQL 语句的大体执行过程，我们从入口的 server/conn.go#clientConn.Run 往下看去，一路经过 server/conn.go#clientConn.dispatch、server/conn.go#clientConn.handleQuery、server/conn.go#clientConn.handleStmt、server/driver_tidb.go#TiDBContext.ExecuteStmt、session/session.go#session.ExecuteStmt、executor/compiler.go#Compiler.Compile、planner/optimize.go#Optimize、planner/optimize.go#optimize、planner/core/planbuilder.go#PlanBuilder.Build、planner/core/logical_plan_builder.go#PlanBuilder.buildSelect，在 buildSelect 中，我们可以看到 TiDB planner 对查询语句进行的一系列处理，然后我们就可以走到 planner/core/expression_rewriter.go#PlanBuilder.rewriteWithPreprocess 和 planner/core/expression_rewriter.go#PlanBuilder.rewriteExprNode，在 rewriteExprNode 中，会把有问题的字段 NUMERIC_PRECISION_RADIX 进行解析，最终这条 CASE 表达式的解析会在 expression/builtin_control.go#caseWhenFunctionClass.getFunction 中，我们终于走到了计算 CASE 表达式返回的 column definition 的地方（这依赖于遍历 compiler 解析出的 AST）：

for i := 1; i < l; i += 2 { 

fieldTps = append(fieldTps, args[i].GetType())

decimal = mathutil.Max(decimal, args[i].GetType().Decimal)

if args[i].GetType().Flen == -1 {

flen = -1

} else if flen != -1 {

flen = mathutil.Max(flen, args[i].GetType().Flen)

}

isBinaryStr = isBinaryStr || types.IsBinaryStr(args[i].GetType())

isBinaryFlag = isBinaryFlag || !types.IsNonBinaryStr(args[i].GetType())

}

if l%2 == 1 {

fieldTps = append(fieldTps, args[l-1].GetType())

decimal = mathutil.Max(decimal, args[l-1].GetType().Decimal)

if args[l-1].GetType().Flen == -1 {

flen = -1

} else if flen != -1 {

flen = mathutil.Max(flen, args[l-1].GetType().Flen)

}

isBinaryStr = isBinaryStr || types.IsBinaryStr(args[l-1].GetType())

isBinaryFlag = isBinaryFlag || !types.IsNonBinaryStr(args[l-1].GetType())

}

fieldTp := types.AggFieldType(fieldTps)

// Here we turn off NotNullFlag. Because if all when-clauses are false,

// the result of case-when expr is NULL.

types.SetTypeFlag(&fieldTp.Flag, mysql.NotNullFlag, false)

tp := fieldTp.EvalType()

if tp == types.ETInt {

decimal = 0

}

fieldTp.Decimal, fieldTp.Flen = decimal, flen

if fieldTp.EvalType().IsStringKind() && !isBinaryStr {

fieldTp.Charset, fieldTp.Collate = DeriveCollationFromExprs(ctx, args...)

if fieldTp.Charset == charset.CharsetBin && fieldTp.Collate == charset.CollationBin {

// When args are Json and Numerical type(eg. Int), the fieldTp is String.

// Both their charset/collation is binary, but the String need a default charset/collation.

fieldTp.Charset, fieldTp.Collate = charset.GetDefaultCharsetAndCollate()

}

} else {

fieldTp.Charset, fieldTp.Collate = charset.CharsetBin, charset.CollationBin

}

if isBinaryFlag {

fieldTp.Flag |= mysql.BinaryFlag

}

// Set retType to BINARY(0) if all arguments are of type NULL.

if fieldTp.Tp == mysql.TypeNull {

fieldTp.Flen, fieldTp.Decimal = 0, types.UnspecifiedLength

types.SetBinChsClnFlag(fieldTp)

}

查看如上计算 column definition flag 的代码我们可以发现，无论 CASE 表达式的情况是怎么样的，NOT_NULL 标记位都一定会被设置成 false，所以问题不出现在这里！这个时候我们只能沿着上面的代码路径往回看，看看上面生成的 column definition 在后续有没有被修改。终于在 server/conn.go#clientConn.handleStmt 中，发现它调用了 server/conn.go#clientConn.writeResultSet，然后又陆续调用了server/conn.go#clientConn.writeChunks、server/conn.go#clientConn.writeColumnInfo、server/column.go#ColumnInfo.Dump 和 server/column.go#dumpFlag，在 dumpFlag 中，之前生成的 column definition flag 被修改了：

func dumpFlag(tp byte, flag uint16) uint16 {

switch tp {

case mysql.TypeSet:

return flag | uint16(mysql.SetFlag)

case mysql.TypeEnum:

return flag | uint16(mysql.EnumFlag)

default:

if mysql.HasBinaryFlag(uint(flag)) {

return flag | uint16(mysql.NotNullFlag)

}

return flag

}

}

终于，我们找到了 TiDB 返回错误的 column definition 的原因！其实这个 bug 在 TiDB 最新版5.2.0中已经被修复了：*: fix some problems related to notNullFlag by wjhuang2016 · Pull Request #27697 · pingcap/tidb。

最后，在上述阅读代码的过程中，我们其实最好能够看到被 TiDB 解析后的 AST 是什么样子的，这样在最后遍历 AST 的过程中，才不至于摸瞎。TiDB dev guide 中有 parser 章节讲解如何调试 parser，parser/quickstart.md at master · pingcap/parser 中也有样例输出生成的 AST，但是简单地输出基本没有任何作用，我们可以使用 davecgh/go-spew 直接输出 parser 生成的 node，这样就能获得一个可被人理解的 tree：

package main

import (

"fmt"

"github.com/pingcap/parser"

"github.com/pingcap/parser/ast"

_ "github.com/pingcap/parser/test_driver"

"github.com/davecgh/go-spew/spew"

)

func parse(sql string) (*ast.StmtNode, error) {

p := parser.New()

stmtNodes, _, err := p.Parse(sql, "", "")

if err != nil {

return nil, err

}

return &stmtNodes[0], nil

}

func main() {

spew.Config.Indent = " "

astNode, err := parse("SELECT a, b FROM t")

if err != nil {

fmt.Printf("parse error: %v\\n", err.Error())

return

}

fmt.Printf("%s\\n", spew.Sdump(*astNode))

}

(*ast.SelectStmt)(0x140001dac30)({

dmlNode: (ast.dmlNode) {

stmtNode: (ast.stmtNode) {

node: (ast.node) {

text: (string) (len=18) "SELECT a, b FROM t"

}

}

},

resultSetNode: (ast.resultSetNode) {

resultFields: ([]*ast.ResultField) 

},

SelectStmtOpts: (*ast.SelectStmtOpts)(0x14000115bc0)({

Distinct: (bool) false,

SQLBigResult: (bool) false,

SQLBufferResult: (bool) false,

SQLCache: (bool) true,

SQLSmallResult: (bool) false,

CalcFoundRows: (bool) false,

StraightJoin: (bool) false,

Priority: (mysql.PriorityEnum) 0,

TableHints: ([]*ast.TableOptimizerHint) 

}),

Distinct: (bool) false,

From: (*ast.TableRefsClause)(0x140001223c0)({

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

TableRefs: (*ast.Join)(0x14000254100)({

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

resultSetNode: (ast.resultSetNode) {

resultFields: ([]*ast.ResultField) 

},

Left: (*ast.TableSource)(0x14000156480)({

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

Source: (*ast.TableName)(0x1400013a370)({

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

resultSetNode: (ast.resultSetNode) {

resultFields: ([]*ast.ResultField) 

},

Schema: (model.CIStr) ,

Name: (model.CIStr) t,

DBInfo: (*model.DBInfo)(),

TableInfo: (*model.TableInfo)(),

IndexHints: ([]*ast.IndexHint) ,

PartitionNames: ([]model.CIStr) {

}

}),

AsName: (model.CIStr)

}),

Right: (ast.ResultSetNode) ,

Tp: (ast.JoinType) 0,

On: (*ast.OnCondition)(),

Using: ([]*ast.ColumnName) ,

NaturalJoin: (bool) false,

StraightJoin: (bool) false

})

}),

Where: (ast.ExprNode) ,

Fields: (*ast.FieldList)(0x14000115bf0)({

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

Fields: ([]*ast.SelectField) (len=2 cap=2) {

(*ast.SelectField)(0x140001367e0)({

node: (ast.node) {

text: (string) (len=1) "a"

},

Offset: (int) 7,

WildCard: (*ast.WildCardField)(),

Expr: (*ast.ColumnNameExpr)(0x14000254000)({

exprNode: (ast.exprNode) {

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

Type: (types.FieldType) unspecified,

flag: (uint64) 8

},

Name: (*ast.ColumnName)(0x1400017dc70)(a),

Refer: (*ast.ResultField)()

}),

AsName: (model.CIStr) ,

Auxiliary: (bool) false

}),

(*ast.SelectField)(0x14000136840)({

node: (ast.node) {

text: (string) (len=1) "b"

},

Offset: (int) 10,

WildCard: (*ast.WildCardField)(),

Expr: (*ast.ColumnNameExpr)(0x14000254080)({

exprNode: (ast.exprNode) {

node: (ast.node) {

text: (string) ""

},

Type: (types.FieldType) unspecified,

flag: (uint64) 8

},

Name: (*ast.ColumnName)(0x1400017dce0)(b),

Refer: (*ast.ResultField)()

}),

AsName: (model.CIStr) ,

Auxiliary: (bool) false

})

}

}),

GroupBy: (*ast.GroupByClause)(),

Having: (*ast.HavingClause)(),

WindowSpecs: ([]ast.WindowSpec) ,

OrderBy: (*ast.OrderByClause)(),

Limit: (*ast.Limit)(),

LockTp: (ast.SelectLockType) none,

TableHints: ([]*ast.TableOptimizerHint) ,

IsAfterUnionDistinct: (bool) false,

IsInBraces: (bool) false,

QueryBlockOffset: (int) 0,

SelectIntoOpt: (*ast.SelectIntoOption)()

})