修改Lower_Case_Table_Names 导致 Frm 文件删除失败

最近碰到一个线上问题，mysqldump 导出数据报错：

mysqldump: Got error: 1146: 
  Table 'xxx.xxx' doesn't exist 
  when using LOCK TABLES

经过分析发现，报错信息中的数据库，所有​​表名​​都混用了大小写字母，因为创建表之后，系统变量 ​​lower_case_table_names​​ 的值被从 0 修改为 1，导致删除这个数据库时，每个表的 ​​ibd​​ 文件删除成功，​​frm​​ 文件删除失败。

本文我们就来聊聊这个 mysqldump 问题产生的原因，以及在删除数据库的过程中，​​lower_case_table_names​​ 是怎么影响 frm、ibd 文件的删除逻辑的。

本文内容基于 MySQL 5.7.35 源码，涉及存储引擎为 InnoDB。

1、问题复现

我们先通过几个步骤，来复现 mysqldump 问题的产生过程。

第 1 步，确认系统变量 lower_case_table_names 的值是 0：

MySQL root@localhost>
show variables like 'lower_case_table_names'
+------------------------+-------+
| Variable_name          | Value |
+------------------------+-------+
| lower_case_table_names | 0     |
+------------------------+-------+

第 2 步，创建测试数据库、表：

-- 创建测试数据库 test6
CREATE DATABASE `test6` DEFAULT CHARACTER SET utf8;

-- 创建测试表 Test，不需要插入数据，空表即可
CREATE TABLE Test (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    i1 int
) ENGINE = InnoDB;

第 3 步，查看 test6 数据库目录下的文件：

## ls -l 的结果省略了一些信息，用 ... 表示
[root@VM-24-13-centos test6]$ ls -l
-rw-r----- 1 mysql mysql ... db.opt
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test.ibd

第 4 步，修改 MySQL 配置文件，把系统变量 lower_case_table_names 的值修改为 1，然后重启 MySQL。

第 5 步，重新连接 MySQL，确认系统变量 lower_case_table_names 的值是 1：

MySQL root@localhost>
show variables like 'lower_case_table_names'
+------------------------+-------+
| Variable_name          | Value |
+------------------------+-------+
| lower_case_table_names | 1     |
+------------------------+-------+

第 6 步，在 lower_case_table_names = 1 的场景下，删除测试库：

-- 删除测试数据库 test6
DROP DATABASE test6;

-- 会报以下错误
(1010, "Error dropping database 
    (can't rmdir './test6', errno: 39)")

报错信息说明不能删除 ./test6 目录，这是因为 test6 目录下还有 frm 文件：

## ls -l 的结果省略了一些信息，用 ... 表示
[root@VM-24-13-centos test6]$ ls -l
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test.frm

从上面的结果可以看到，db.opt、Test.ibd 都已经删除，只剩下 Test.frm。

InnoDB 删除表时，会先把表的元数据从 information_schema 库的 INNODB_SYS_TABLESPACES、INNODB_SYS_TABLES、INNODB_SYS_COLUMNS、INNODB_SYS_INDEXES 等数据字典表中删除，最后才会删除 ibd 文件。

删除表的过程中，Test.ibd 文件被删除了，就说明 Test 表被成功删除了。Test.frm 文件虽然还在，但已经没有实际用处了。

此时，通过 show tables 还能列出测试库 test6 中的 Test 表：

MySQL root@localhost>
SHOW TABLES FROM test6
+-----------------+
| Tables_in_test6 |
+-----------------+
| Test           |
+-----------------+

show tables 会扫描数据库目录，获取其中的 frm 文件名（不含 .frm 后缀），并根据 lower_case_table_names 的值，把 frm 文件名转换为相应的大小写形式，作为该 frm 文件对应的表名。

因为 test6 的数据库目录中还存在 Test.frm 文件，所以执行结果中能看到 Test 表，但这并不表示 Test 表还存在，通过以下 SQL 可以验证：

MySQL root@localhost>
SELECT COUNT(*)
FROM information_schema.INNODB_SYS_TABLES
WHERE `name` LIKE 'test6/%'
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

从上面的执行结果可以看到，InnoDB 的数据字典表中，已经没有测试库 test6 的表了。

第 7 步，导出数据：

[root@VM-24-13-centos test6]#
mysqldump -uroot -p --all-databases > backup.sql
mysqldump: Got error: 1146: 
  Table 'test6.test' doesn't exist 
  when using LOCK TABLES

到这里，我们就已经复现出来 mysqldump 导出数据报错的问题了。

为什么报错信息里的表名不是 Test，而是 test？

这是因为 lower_case_table_names = 1 时，MySQL 内部会使用小写形式的表名，具体请看后面关于 lower_case_table_names 的介绍。

2、解决方案

如果只想临时解决 mysqldump 导出数据问题，可以通过 --databases 指定需要导出的数据库：

mysqldump -uroot -p --databases db1 > db1.sql

如果想一劳永逸的解决问题，直接把已删除数据库的残留目录删掉就可以了。

还是以前面的测试数据库 test6 为例，因为已经通过 DROP DATABASE 对 test6 进行了删除操作，该数据库中的所有表都已经被删除了。

test6 目录还在，是因为表的 frm 文件没有被删除，这些 frm 文件也没有实际用处了，此时，test6 目录属于残留目录，可以删除。

为了保险起见，可以先把歼留目录移动到其它目录下暂存，确认 MySQL 一切正常之后，再删除残留目录。

3、lower_case_table_names

系统变量 lower_case_table_names 会影响数据库名、数据库目录名、表名、frm 文件名、ibd 文件名，它有 3 种取值（0、1、2)，接下来详细介绍。

（1）lower_case_table_names = 0

lower_case_table_names = 0，Linux、Unix 的默认值，表示数据库名、表名区分大小写：

• server 层的数据库名 & 目录名、InnoDB 数据字典表中存放的数据库名是CREATE DATABASE 中指定的数据库名。
• frm & ibd 文件名、InnoDB 数据字典表中存放的表名是CREATE TABLE 中指定的表名。

lower_case_table_names = 0 时，创建测试数据库、表：

-- 创建测试数据库
CREATE DATABASE Db_Lower_Case_0 DEFAULT CHARACTER SET utf8;

-- 创建测试表
CREATE TABLE Test_Table_0 (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    i1 int
) ENGINE = InnoDB;

查看数据库目录名、表的 frm、ibd 文件名：

## 查看数据库目录名
[root@Centos mysql]# ls -l | grep Db_Lower_Case_0
drwxr-x--- 2 mysql mysql ... Db_Lower_Case_0
## 查看表名
[root@Centos mysql]# ls -l Db_Lower_Case_0
-rw-r----- 1 mysql mysql ... db.opt
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test_Table_0.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test_Table_0.ibd

server 层通过表名去 InnoDB 中查找对应的表时，也会区分大小写：

MySQL root@localhost>
SELECT COUNT(*) FROM Test_Table_0
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

MySQL root@localhost>
SELECT COUNT(*) FROM test_table_0
(1146, "Table 'Db_Lower_Case_0.test_table_0' doesn't exist")

MySQL root@localhost>
SELECT COUNT(*) FROM Test_table_0
(1146, "Table 'Db_Lower_Case_0.Test_table_0' doesn't exist")

从示例 SQL 可以看到，只有指定正确的大小写，SQL 才能执行成功，否则都会报错说表不存在。

通过以下 SQL 也可以验证，存放在 InnoDB 数据字典中的数据库名、表名是 CREATE DATABASE、CREATE TABLE 中指定的数据库名、表名：

MySQL root@localhost>
SELECT * FROM information_schema.INNODB_SYS_TABLES
WHERE name LIKE 'Db_Lower_Case_0%'\G
***************************[ 1. row ]***************************
TABLE_ID      | 151
NAME          | Db_Lower_Case_0/Test_Table_0
FLAG          | 33
N_COLS        | 5
SPACE         | 161
FILE_FORMAT   | Barracuda
ROW_FORMAT    | Dynamic
ZIP_PAGE_SIZE | 0
SPACE_TYPE    | Single

（2）lower_case_table_names = 1

lower_case_table_names = 1，Windows 的默认值，表示数据库名、表名都不区分大小写：

• server 层的数据库名 & 目录名、InnoDB 数据字典表中存放的数据库名是CREATE DATABASE 中指定数据库名的小写形式。
• frm & ibd 文件名、 InnoDB 数据字典表中存放的表名是CREATE TABLE 中指定表名的小写形式。

lower_case_table_names = 1 时，创建测试数据库、表：

-- 创建测试数据库
CREATE DATABASE Db_Lower_Case_1 DEFAULT CHARACTER SET utf8;

-- 创建测试表
CREATE TABLE Test_Table_1 (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    i1 int
) ENGINE = InnoDB;

查看数据库目录名、表的 frm、ibd 文件名，全部被转换为小写了：

# 查看数据库目录名
[root@Centos mysql]$ ls -l | grep db_lower_case_1
drwxr-x--- 2 mysql mysql ... db_lower_case_1
# 查看表名
[root@Centos mysql]# ls -l db_lower_case_1
-rw-r----- 1 mysql mysql ... db.opt
-rw-r----- 1 mysql mysql ... test_table_1.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql ... test_table_1.ibd

server 层通过表名去 InnoDB 查找对应的表之前，也会把表名转换为小写形式：

MySQL root@localhost:Db_Lower_Case_1>
SELECT COUNT(*) FROM Test_Table_1
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

MySQL root@localhost:Db_Lower_Case_1>
SELECT COUNT(*) FROM test_table_1
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

从示例 SQL 可以看到，表名包含大小写字母、全部是小写字母，SQL 都能执行成功。

通过以下 SQL 也可以验证，存放在 InnoDB 数据字典中的数据库名、表名都转换为小写形式了：

MySQL root@localhost>
SELECT * FROM information_schema.INNODB_SYS_TABLES
WHERE name LIKE 'Db_Lower_Case_1%'\G
***************************[ 1. row ]***************************
TABLE_ID      | 152
NAME          | db_lower_case_1/test_table_1
FLAG          | 33
N_COLS        | 5
SPACE         | 163
FILE_FORMAT   | Barracuda
ROW_FORMAT    | Dynamic
ZIP_PAGE_SIZE | 0
SPACE_TYPE    | Single

（3）lower_case_table_names = 2

lower_case_table_names = 2，这是 MacOS 的默认值，这个选项值的情况比前面两种复杂一些：

• 数据库名、数据库目录名是CREATE DATABASE 中指定的数据库名。
• 表的 frm 文件名是CREATE TABLE 中指定的表名。
• 表的 ibd 文件名是CREATE TABLE 中指定表名的小写形式。
• InnoDB 数据字典表中存放的数据库名、表名小写形式。

​上面 4 条可以归纳为 2 条：

• server 层使用 CREATE DATABASE、CREATE TABLE 中指定的数据库名、表名。
• InnoDB 使用 CREATE DATABASE、CREATE TABLE 中指定数据库名、表名的小写形式。

lower_case_table_names = 2 时，创建测试数据库、表：

-- 创建测试数据库
CREATE DATABASE Db_Lower_Case_2 DEFAULT CHARACTER SET utf8;

-- 创建测试表
CREATE TABLE Test_Table_2 (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    i1 int
) ENGINE = InnoDB;

查看数据库目录名、表的 frm、ibd 文件名：

# 查看数据库目录名
[test@MacOS data]$ ls -l | grep Db_Lower_Case_2
drwxr-x---  5 test  staff ... Db_Lower_Case_2
# 查看表名
[test@MacOS data]$ ls -l Db_Lower_Case_2
-rw-r-----  1 test  staff ... db.opt
-rw-r-----  1 test  staff ... Test_Table_2.frm
-rw-r-----  1 test  staff ... test_table_2.ibd

数据库目录由 server 层创建，目录名是 CREATE DATABASE 中指定的数据库名。

frm 文件由 server 层创建，文件名是 CREATE TABLE 中指定的表名。

ibd 文件由 InnoDB 创建，文件名是 CREATE TABLE 中指定表名的小写形式。

server 层通过表名去 InnoDB 查找对应的表之前，也会把表名转换为小写形式：

MySQL root@localhost:Db_Lower_Case_2>
SELECT COUNT(*) FROM Test_Table_2
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

MySQL root@localhost:Db_Lower_Case_2>
SELECT COUNT(*) FROM test_table_2
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
| 0        |
+----------+

从示例 SQL 可以看到，表名包含大小写字母、全部是小写字母，SQL 都能执行成功。

通过以下 SQL 也可以验证，存放在 InnoDB 数据字典中的数据库名、表名都转换为小写形式了：

MySQL root@localhost>
SELECT * FROM information_schema.INNODB_SYS_TABLES
WHERE name LIKE 'Db_Lower_Case_2%'\G
***************************[ 1. row ]***************************
TABLE_ID      | 236
NAME          | db_lower_case_2/test_table_2
FLAG          | 33
N_COLS        | 5
SPACE         | 458
FILE_FORMAT   | Barracuda
ROW_FORMAT    | Dynamic
ZIP_PAGE_SIZE | 0
SPACE_TYPE    | Single

4、为什么 frm 文件会删除失败？

我们先来回顾一下 frm 文件删除失败的场景：

• lower_case_table_names = 0 时，创建了数据库和表（表名包含大小写字母）。
• lower_case_table_names = 1 时，删除数据库，ibd 文件删除成功，frm 文件删除失败。

我们还是以 1. 问题复现中的测试数据库、表为例，lower_case_table_names = 0 时，创建测试数据库、表之后，frm、ibd 文件如下：

[root@VM-24-13-centos test6]$ ls -l
-rw-r----- 1 mysql mysql ... db.opt
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql ... Test.ibd

3.1 lower_case_table_names = 1 小节介绍过，lower_case_table_names 修改为 1 之后，server 层通过表名去 InnoDB 查找对应的表之前，会把表名转换为小写形式。

接下来，我们先来看看删除数据库的主要逻辑：

第 1 步，遍历待删除数据库的目录，找到该目录下所有的 frm 文件，把 frm 文件名（不含 .frm​ 后缀）转换为小写​，作为表名。

以 test6 数据库为例：

遍历 test6 目录，找到该目录下的 frm 文件，该目录下只有一个 frm 文件：Test.frm。

把 frm 文件名转换为小写，得到表名 test。

第 2 步，执行第一种删表逻辑：以第 1 步中根据 frm 文件名得到的表名执行删表操作，由 InnoDB 和 server 层共同完成，InnoDB 负责删除表的元数据和 ibd 文件，server 层负责删除 frm 文件。

遍历第 1 步得到的表名​，加上 .frm 后缀，得到 frm 文件名，然后根据 frm 文件是否存在执行不同的逻辑。

如果 frm 文件存在​，则调用 InnoDB 的删表方法，从 InnoDB 数据字典表中删除该表的元数据，以及删除 ibd 文件。

InnoDB 删表成功之后，server 层会删除该表的 frm 文件；InnoDB 删表失败，server 层会记录第一种删表逻辑中存在删除失败的表。

如果 frm 文件不存在，不会调用 InnoDB 的删表方法，server 层也会记录第一种删表逻辑中存在删除失败的表。

以测试数据库 test6 为例：

第 1 步得到的表名为 test​，加上 .frm​ 后缀，得到文件名：test.frm。

Linux 系统的文件名是区分大小写的，test6 目录下只存在 Test.frm，用 test.frm 无法匹配 Test.frm 文件，也就是说，test.frm 文件不存在。

因为 test6 目录下不存在 test.frm 文件，server 层会记录第一种删表逻辑中存在删除失败的表。

第 3 步，判断第 2 步是否存在删除失败的表。

如果存在删除失败的表，会执行第二种​删表逻辑，由 InnoDB 独自完成：从 ​information_schema.INNODB_SYS_TABLES​ 中获取要删除的数据库中的表名，逐个执行删表操作。

从 INNODB_SYS_TABLES 中获取表名，以及删表操作都在 InnoDB 中进行，不会受到 lower_case_table_names 的影响。

以 test6 数据库为例，第二种删表逻辑如下：

① 从 INNODB_SYS_TABLES 表获取 test6 数据库中未被删除的第一个表名。

② 把该表的元数据信息从对应的数据字典表中删除。

③ 删除该表的 ibd 文件。

循环 ① ~ ③，直到 test6 中的所有表都被删除之后，第二种删表逻辑结束。

介绍完删除数据库的逻辑，我们来总结一下：为什么 frm 文件会删除失败？

lower_case_table_names 的值从 0 修改为 1 之后，第一种删表逻辑，因为表名的大小写问题，导致找不到 frm 文件，执行失败，转而执行第二种删表逻辑。

第二种删表逻辑，只会从 InnoDB 数据字典表中删除表的元数据，然后删除表的 ibd 文件，不包含删除 frm 文件的操作，frm 文件也就不会被删了。

5、为什么 ibd 文件能删除成功？

通过 4. 为什么 frm 文件会删除失败？小节的介绍，我们可以看到，第一种删表逻辑，由于找不到表的 frm 文件，不会触发 InnoDB 的删表操作，也就不会删除 ibd 文件了。

第二种删表逻辑，先从 INNODB_SYS_TABLES 表中获取表名，然后通过表名找表对应的表空间，表空间信息中包含从 INNODB_SYS_DATAFILES 表中读取到的 ibd 文件路径。

删除 ibd 文件时，会从表空间信息中获取 ibd 文件路径。

ibd  文件能删除成功，取决于以下 2 个因素：

• 第二种删表逻辑，从INNODB_SYS_TABLES 中获取表名之后，不会进行大小写转换（也就是不会受到 lower_case_table_names 的影响），而是直接以获取到的表名，加载表的元数据信息。
• 创建表时写入INNODB_SYS_DATAFILES 表中的 ibd 文件路径，不管系统变量 lower_case_table_names 的值修改成什么，该表中存放的 ibd 文件路径都不会变。

6、总结

如果程序代码中已经使用了某个数据库的表，或者 MySQL 实例已经在线上正式使用，最好不要修改 lower_case_table_names 的值，否则，可能会造成意想不到的问题。

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