ClickHouse 表的生老“并”死：表实例、表元数据与并发 DDL

ByteRock2026-09-08 13:49

当我们执行 SELECT * FROM db.table 时，ClickHouse 到底是怎么理解这个名字，并把它落到一个可用的运行时实例上的？

一、表实例：从 CREATE TABLE 到运行时实例

1. 表实例是什么

在 ClickHouse 里，一张表在运行时不是一个名字、也不是一组磁盘目录，而是一个具体的 IStorage 实例，并以 StoragePtr 的形式被系统持有和传递。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/IStorage.h
// 函数：class IStorage

class IStorage : public std::enable_shared_from_this<IStorage>, public TypePromotion<IStorage>, public IHints<>
{
public:
    explicit IStorage(StorageID storage_id_, std::unique_ptr<StorageInMemoryMetadata> metadata_ = nullptr);

    virtual std::string getName() const = 0;
    StorageID getStorageID() const;
    virtual bool supportsSampling() const;
    virtual bool supportsFinal() const { return false; }
    virtual bool supportsPartitionBy() const { return false; }
    virtual bool supportsTTL() const { return false; }
    virtual bool supportsReplication() const { return false; }
    ...
};

这个定义已经把"表实例"说得很明确了。IStorage 不是一份静态描述，而是一个具体的实例：它带着自己的 StorageID、内存里的 metadata，以及一组和引擎能力直接相关的虚函数接口。后面查询、加锁、拿快照、检查引擎能力，最终都要落到这个实例上。

ENGINE = MergeTree 对运行时实例的影响，也正是在这一层体现出来。它不是简单给表打一个标签，而是决定 StorageFactory 最后创建出的实例类型。以 MergeTree 为例，继承关系可以概括成下面这张图：

也就是说，ENGINE = MergeTree 对应的是一个具体的 IStorage 实例。它由 StorageFactory 创建出来，随后被注册到所属 database 中。查询时系统拿到的也是这个实例本身。RENAME、ALTER 会继续改动这张表的名字和定义，DETACH 会把它从系统里摘出去，ATTACH 则把它重新挂回系统；DROP 则意味着这张表从系统中退出，并进入最终的删除流程。

2. 启动恢复时，表如何被加载为实例

系统启动时，ClickHouse 要做的第一件事不是执行新的 CREATE TABLE，而是把已经存在的数据库和表重新恢复到运行时。这里必须把"数据库级加载"和"表级加载"拆开看。

整体调用路径可以先看成这样：

text 复制代码 
Server.cpp
  -> loadMetadata(...)
     -> TablesLoader::loadTablesAsync(...)
        -> DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadataAsync(...)
           -> makeLoadJob(...)
              -> loadTableFromMetadata(...)
                 -> createTableFromAST(...)
                 -> attachTable(...)

最外层入口在 server 启动流程里：

cpp 复制代码 
// 代码路径：programs/server/Server.cpp

database_catalog.loadMarkedAsDroppedTables();
database_catalog.createBackgroundTasks();
load_metadata_tasks = loadMetadata(global_context, default_database, server_settings[ServerSetting::async_load_databases]);
database_catalog.startupBackgroundTasks();

数据库级入口才是 loadMetadata()。它先把 database 恢复出来，然后通过 TablesLoader::loadTablesAsync() 和 startupTablesAsync() 分别创建"表加载"和"后置 startup"两类任务，并把它们启动起来。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/loadMetadata.cpp
// 函数：loadMetadata(...)

LoadTaskPtrs loadMetadata(ContextMutablePtr context, const String & default_database_name, bool async_load_databases)
{
    ...
    for (const auto & [name, metadata_file] : databases)
    {
        loadDatabase(context, name, metadata_file, has_force_restore_data_flag);
        loaded_databases.insert({name, DatabaseCatalog::instance().getDatabase(name)});
    }

    auto mode = getLoadingStrictnessLevel(/* attach */ true, /* force_attach */ true, has_force_restore_data_flag, /* secondary */ false);
    TablesLoader loader{context, std::move(loaded_databases), mode};
    auto load_tasks = loader.loadTablesAsync();
    auto startup_tasks = loader.startupTablesAsync();

    if (async_load_databases)
    {
        scheduleLoad(load_tasks);
        scheduleLoad(startup_tasks);
        return joinTasks(load_tasks, startup_tasks);
    }

    waitLoad(TablesLoaderForegroundPoolId, load_tasks);
    waitLoad(TablesLoaderForegroundPoolId, startup_tasks);
    return {};
}

这里的顺序很清楚：先恢复 database，再创建两类任务，最后根据 async_load_databases 决定是异步调度，还是同步等待执行完成。loadTablesAsync() 负责把表对象真正加载进来；startupTablesAsync() 则负责实例创建之后的后置启动。这里主要梳理 loadTablesAsync()；等后续讲数据部分时，再详细梳理 startupTablesAsync()。

TablesLoader 的职责更贴近"表恢复"本身。它先读取并解析各个 database 下的表 metadata，构建依赖关系，再按依赖顺序为每张表创建异步加载任务。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/TablesLoader.cpp
// 函数：TablesLoader::loadTablesAsync(...)

LoadTaskPtrs TablesLoader::loadTablesAsync(LoadJobSet load_after)
{
    ...
    for (auto & database_name : databases_to_load)
    {
        databases[database_name]->beforeLoadingMetadata(global_context, strictness_mode);
        databases[database_name]->loadTablesMetadata(global_context, metadata, isLoadingFromExistingMetadata(strictness_mode));
    }
    ...
    for (const auto & table_id : all_loading_dependencies.getTablesSortedByDependency())
    {
        const auto & path_and_query = metadata.parsed_tables[table_name];
        auto task = databases[table_name.database]->loadTableFromMetadataAsync(
            async_loader,
            ...,
            path_and_query.path,
            table_name,
            path_and_query.ast,
            strictness_mode);
        ...
    }
}

loadTablesAsync() 自己并不直接创建表实例，它只是调用各个 database 的 loadTableFromMetadataAsync()，先把"加载这张表"的任务包成一个 job。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadataAsync(...)

auto job = makeLoadJob(
    std::move(load_after),
    TablesLoaderBackgroundLoadPoolId,
    fmt::format("load table {}", name.getFullName()),
    [this, local_context, file_path, name, ast, mode](AsyncLoader &, const LoadJobPtr &)
    {
        ...
        loadTableFromMetadata(local_context, file_path, name, ast, mode);
    });

return load_table[name.table] = makeLoadTask(async_loader, {job});

到了具体 database，表恢复才真正下钻到"从 AST 创建实例"。以 DatabaseOrdinary 为例，loadTableFromMetadata() 里会从 metadata 对应的 ASTCreateQuery 重新创建表，再 attach 回 database。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadata(...)

auto [table_name, table] = createTableFromAST(
    query,
    name.database,
    getTableDataPath(query),
    local_context,
    mode);

attachTable(local_context, table_name, table, getTableDataPath(query));

而 createTableFromAST() 的核心只有一件事：把 ASTCreateQuery 重新喂给 StorageFactory，得到一个新的 IStorage 实例。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：createTableFromAST(...)

return {
    ast->getTable(),
    StorageFactory::instance().get(*ast, table_data_path_relative, context, context->getGlobalContext(), columns, constraints, mode)};

所以，系统启动后，绝大多数"已经存在的表"并不是等第一次 SELECT 时才临时 new 出来的，而是在恢复阶段就会按 metadata 重新创建出来。这里只剩一个例外：某些 database engine 会在 loadTableFromMetadata() 里走 lazy load 分支，而不是立刻创建真实实例。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadata(...)

if (shouldLazyLoad(query, mode))
{
    loadTableLazy(local_context, name, ast, mode);
    return;
}
cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::loadTableLazy(...)

auto proxy = std::make_shared<StorageTableProxy>(
    table_id, std::move(get_nested), std::move(columns));

attachTable(local_context, query.getTable(), proxy, table_data_path);

如果 database 开启了 lazy load，启动阶段挂进去的可能先是一个 StorageTableProxy，真正的底层实例等第一次访问时再展开。这也是为什么"启动恢复会实例化表"这句话只能说成常规路径，而不能说成绝对规则。

3. 注册：什么动作会把表实例挂进系统

注册的核心不是"再创建一次表"，而是把已经创建出来的实例正式挂进系统。这里有两条路径。

第一条是启动恢复路径：

text 复制代码 
loadMetadata(...)
  -> TablesLoader::loadTablesAsync(...)
     -> DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadataAsync(...)
        -> loadTableFromMetadata(...)
           -> createTableFromAST(...)
           -> attachTable(...)

这条路径里，metadata 早就已经在磁盘上了，所以系统不需要再提交一份新的表定义。它要做的事情很直接：重新创建实例，然后调用 attachTable(...)，把这张表重新挂回 database 的表映射。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::loadTableFromMetadata(...)

auto [table_name, table] = createTableFromAST(
    query,
    name.database,
    getTableDataPath(query),
    local_context,
    mode);

attachTable(local_context, table_name, table, getTableDataPath(query));

第二条是在线 CREATE TABLE / ATTACH TABLE 路径：

text 复制代码 
InterpreterCreateQuery::doCreateTable(...)
  -> database->createTable(...)
     -> DatabaseOnDisk::createTable(...)
        -> commitCreateTable(...)
           -> attachTable(...)

这一条路径和启动恢复最大的区别在于：它不只是把实例挂进系统，还要把这次 DDL 对应的 metadata 一并提交下去。对应到代码上，commitCreateTable() 并不直接出现在解释器层，而是位于 DatabaseOnDisk::createTable(...) 内部。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::createTable(...)

String table_metadata_tmp_path = table_metadata_path + create_suffix;

{
    String statement = getObjectDefinitionFromCreateQuery(query);
    writeMetadataFile(...);
}

commitCreateTable(create, table, table_metadata_tmp_path, table_metadata_path, local_context);
removeDetachedPermanentlyFlag(local_context, table_name, table_metadata_path, false);

可以看到，commitCreateTable() 之前已经完成了一步关键准备：把表定义先写成临时 metadata 文件。commitCreateTable() 本身不是准备阶段，而是提交阶段。

它的调用流程很短，但正好把注册动作最核心的两步固定下来：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::commitCreateTable(...)

void DatabaseOnDisk::commitCreateTable(const ASTCreateQuery & query, const StoragePtr & table,
                                       const String & table_metadata_tmp_path, const String & table_metadata_path,
                                       ContextPtr query_context)
{
    ...
    attachTable(query_context, query.getTable(), table, getTableDataPath(query));
    db_disk->replaceFile(table_metadata_tmp_path, table_metadata_path);
}

这段代码主要在做三件事：

  • 调用 attachTable(...)，把实例正式挂进 database 的表映射

  • 把 .sql.tmp 原子替换成正式 metadata 文件，完成定义提交

  • 如果中途失败，就删掉临时文件，避免留下半提交状态

所以，启动恢复路径的注册核心是 attachTable(...)；在线 CREATE TABLE / ATTACH TABLE 路径的注册核心则是 DatabaseOnDisk::createTable(...) -> commitCreateTable(...) -> attachTable(...) 这条链。我们看看 attachTable 做了什么。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabasesCommon.cpp
// 函数：DatabaseWithOwnTablesBase::attachTable(...)

void DatabaseWithOwnTablesBase::attachTable(ContextPtr /* context_ */, const String & table_name, const StoragePtr & table, const String &)
{
    std::lock_guard lock(mutex);
    attachTableUnlocked(table_name, table);
}

真正把实例放进 database 自己维护的 tables 映射里的，是下面这层 attachTableUnlocked(...)。如果表带 UUID，这一步还会同步更新 DatabaseCatalog 里的 UUID 映射关系。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabasesCommon.cpp
// 函数：DatabaseWithOwnTablesBase::attachTableUnlocked(...)

void DatabaseWithOwnTablesBase::attachTableUnlocked(const String & table_name, const StoragePtr & table)
{
    auto table_id = table->getStorageID();
    if (table_id.hasUUID())
        DatabaseCatalog::instance().addUUIDMapping(table_id.uuid, shared_from_this(), table);

    if (!tables.emplace(table_name, table).second)
        throw Exception(...);
}

所以，"注册"不是单独一条隐藏动作，而是实例创建后的下一步：把实例放进 database 的 tables map，并在需要时同步 UUID 映射。CREATE TABLE 和 ATTACH TABLE 会触发这一步，启动恢复也会走到这一步。

4. 查找：SELECT 时如何拿到表实例

SELECT * FROM db.table 进入查找路径后，最外层入口会先落到 DatabaseCatalog::getTable(...)：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DatabaseCatalog::getTable(...)

auto table = local_context->hasQueryContext() ?
    local_context->getQueryContext()->getOrCacheStorage(table_id, [&](){ return getTableImpl(table_id, local_context, &exc); }).second :
    getTableImpl(table_id, local_context, &exc).second;

如果当前有 query context，查找会先尝试走 getOrCacheStorage(...)。这里的 query cache 做的是同一条查询里的复用优化。命中缓存时，不必每次都重新按名字解析一遍。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/Context.cpp
// 函数：Context::getOrCacheStorage(...)

if (auto it = shard.set.find(id); it != shard.set.end())
{
    DatabaseAndTable storage = DatabaseCatalog::instance().tryGetByUUID(it->uuid);
    if (storage.second)
        return storage;
}

auto storage = storage_getter();
...

这里缓存的也不是一个字符串结果，而是 StorageID -> UUID 的对应关系。后续命中时，再通过 UUID 把实例取回来。只有缓存未命中时，才继续调用 getTableImpl(...) 做真正的名字解析。

我们看 DatabaseCatalog::getTableImpl(...) 里的具体代码。如果当前 StorageID 已经带 UUID，就优先按 UUID 直接取表；否则就要先把对应的 database 找出来，再按 db.table 去取。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DatabaseCatalog::getTableImpl(...)

if (table_id.hasUUID())
{
    auto db_and_table = tryGetByUUID(table_id.uuid);
    ...
    db_and_table.first->waitTableStarted(table_id.getTableName());
    return db_and_table;
}

...
DatabasePtr database;
{
    std::lock_guard lock{databases_mutex};
    auto it = databases.find(table_id.getDatabaseName());
    if (databases.end() != it)
        database = it->second;
}

...
table = database->getTable(table_id.table_name, context_);

到了具体 database，逻辑就简单得多。以 DatabaseWithOwnTablesBase 这一类 database 为例，tryGetTable(...) 会先等待表进入 started 状态，然后再从内部表映射里把 StoragePtr 取出来。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabasesCommon.cpp
// 函数：DatabaseWithOwnTablesBase::tryGetTable(...)

StoragePtr DatabaseWithOwnTablesBase::tryGetTable(const String & table_name, ContextPtr) const
{
    waitTableStarted(table_name);
    return tryGetTableNoWait(table_name);
}

这里之所以要先 waitTableStarted(...)，是因为表虽然已经在加载路径里创建出来了，但在异步加载或启动阶段，它未必已经完全进入 started 状态。查询路径走到这里时，会先把对应的 load/startup 任务拉到前台并同步等待，避免拿到一个还没完成启动的表实例。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::waitTableStarted(...)

void DatabaseOrdinary::waitTableStarted(const String & name) const
{
    LoadTaskPtr task;
    {
        std::scoped_lock lock(mutex);
        if (auto it = startup_table.find(name); it != startup_table.end())
            task = it->second;
    }

    if (task)
        waitLoad(currentPoolOr(TablesLoaderForegroundPoolId), task);
}

真正取表实例的是下面这层 tryGetTableNoWait(...)：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabasesCommon.cpp
// 函数：DatabaseWithOwnTablesBase::tryGetTableNoWait(...)

StoragePtr DatabaseWithOwnTablesBase::tryGetTableNoWait(const String & table_name) const
{
    std::lock_guard lock(mutex);
    auto it = tables.find(table_name);
    if (it != tables.end())
        return it->second;
    return {};
}

所以，查询并不会临时"再造"一个表实例。它只是顺着 DatabaseCatalog -> database -> tables 这条链，把前面已经注册进去的那个 StoragePtr 重新取出来。 这样同一条查询在执行过程中，看到的是稳定的实例引用。

5. 变更与注销：ALTER / RENAME / DROP / DETACH

表实例进入系统之后，并不会一直原样存在。用户可以通过 ALTER、RENAME、DETACH、DROP 控制它进入不同的状态。

先看 ALTER。例如：

sql 复制代码 
ALTER TABLE db.t ADD COLUMN c UInt64 DEFAULT 0;

这条路径会先把表实例取出来，然后直接在 storage 层执行变更。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterAlterQuery.cpp
// 函数：InterpreterAlterQuery::executeToTable(...)

auto table_id = getContext()->tryResolveStorageID(alter);
StoragePtr table;

if (table_id)
{
    query_ptr->as<ASTAlterQuery &>().setDatabase(table_id.database_name);
    table = DatabaseCatalog::instance().tryGetTable(table_id, getContext());
}

auto segments = parseAlterCommandSegments(alter, table, getContext());
validateSegmentsCombination(segments);
validateMutationsAllowed(segments, database, getContext());
validateReplicatedDatabaseSegments(segments, database);
...
return runCommandSegments(segments, table, getContext());
cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterAlterQuery.cpp
// 函数：runCommandSegments(...)

auto alter_lock = table->lockForAlter(settings[Setting::lock_acquire_timeout]);
auto metadata_snapshot = table->getInMemoryMetadataPtr(context, true);
alter_commands->validate(table, context);
alter_commands->prepare(*metadata_snapshot, share_nested);
table->checkAlterIsPossible(*alter_commands, context);
table->alter(*alter_commands, context, alter_lock);

也就是说，像 ADD COLUMN、DROP COLUMN 这样的 metadata 变更，会先变成 AlterCommands；而 UPDATE、DELETE 这类需要 mutation 的动作，则会落到 MutationCommands。这些 segments 经过组合校验之后，才会继续进入 runCommandSegments(...)，最后再落到具体 storage 的 alter(...)。

这一段可以拆开看：

  • lockForAlter(...) 就是在这里上的表级 alter 锁。它直接保证的是同一张表上的 ALTER 串行执行；普通查询里走的 lockForShare(...) 不受它影响。至于 RENAME、DETACH、DROP 这类 DDL，则主要通过 DDLGuard 以及更重的独占锁来协调

  • getInMemoryMetadataPtr(...) 先取当前内存里的 metadata snapshot，后面的 validate(...)、prepare(...) 都是基于这份快照展开

  • checkAlterIsPossible(...) 负责做能力和约束检查

  • 最后真正落到 storage 自己的 table->alter(...)

这里先拿 metadata snapshot，是因为 ALTER 后面的准备和校验不能一边读当前元数据、一边又让这份元数据在过程中继续变化。先拿一份内存快照，后面的列检查、默认值展开、表达式准备，看到的就是同一版表定义。

如果再往下看 MergeTree 的 alter 实现，这个过程会更清楚。StorageMergeTree::alter(...) 一开始就先取了两份内存 metadata：一份作为 old_metadata，一份作为后续修改的 new_metadata。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/StorageMergeTree.cpp
// 函数：StorageMergeTree::alter(...)

void StorageMergeTree::alter(
    const AlterCommands & commands,
    ContextPtr local_context,
    AlterLockHolder & table_lock_holder)
{
StorageInMemoryMetadata new_metadata = *getInMemoryMetadataPtr(local_context, false);
StorageInMemoryMetadata old_metadata = *getInMemoryMetadataPtr(local_context, false);

auto maybe_mutation_commands = commands.getMutationCommands(new_metadata, ...);
if (!maybe_mutation_commands.empty())
    delayMutationOrThrowIfNeeded(nullptr, local_context);

...
commands.apply(new_metadata, local_context);
...
setProperties(new_metadata, old_metadata, false, local_context);

try
{
    DatabaseCatalog::instance().getDatabase(table_id.database_name)->alterTable(local_context, table_id, new_metadata, /*validate_new_create_query=*/true);
}
catch (...)
{
    changeSettings(old_metadata.settings_changes, table_lock_holder);
    setProperties(old_metadata, new_metadata, false, local_context);
    throw;
}
...
if (!maybe_mutation_commands.empty())
    mutation_version = startMutation(maybe_mutation_commands, local_context);

if (!maybe_mutation_commands.empty() && query_settings[Setting::alter_sync] > 0)
    waitForMutation(mutation_version, false);
}

这里可以看出 ALTER 的基本动作：

  • 先从当前实例取出旧版 metadata

  • 在内存里生成一份 new_metadata

  • 把 ALTER ADD COLUMN 这样的命令先应用到这份新 metadata 上

  • 调用 setProperties(new_metadata, ...) 把 new_metadata 写回当前 IStorage 实例，也就是修改内存里的表定义

  • 再调用 database->alterTable(...)，把新的表定义提交回 database 层

  • 如果 alterTable(...) 失败，再用 old_metadata 把已经改过的内存状态回滚回去

也就是说，这里其实分成两层：

  • commands.apply(new_metadata, ...) 先改表定义

  • setProperties(new_metadata, ...) 把新定义写回当前表对象

  • maybe_mutation_commands 再决定后面是否还要继续改已有数据

回滚动作就在 StorageMergeTree::alter(...) 里 database->alterTable(...) 后面的 catch 分支。也就是说，前面已经改过的 settings 和 properties，如果在 metadata 提交阶段失败，会立刻按 old_metadata 恢复。

这里"修改内存实例"的落点就在 setProperties(...) 里。对 MergeTree 来说它会走到 MergeTreeData::setProperties(...)，最终调用 setInMemoryMetadata(new_metadata) 把新 metadata 写回当前表对象：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/MergeTree/MergeTreeData.cpp
// 函数：MergeTreeData::setProperties(...)

checkProperties(
    new_metadata,
    old_metadata,
    attach,
    ...);

setInMemoryMetadata(new_metadata);

再来看 database->alterTable。以 DatabaseOrdinary 为例，它不是直接改内存，而是先把原 metadata 文件读出来，改写成新的 CREATE TABLE 定义，再原子替换回去：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOrdinary.cpp
// 函数：DatabaseOrdinary::alterTable(...)

String statement = readMetadataFile(db_disk, table_metadata_path);
...
ASTPtr ast = parseQuery(...);
...
applyMetadataChangesToCreateQuery(ast, metadata, local_context, validate_new_create_query);
...
statement = getObjectDefinitionFromCreateQuery(ast);
...
writeMetadataFile(
    db_disk,
    /*file_path=*/table_metadata_tmp_path,
    /*content=*/statement,
    /*fsync_metadata=*/getContext()->getSettingsRef()[Setting::fsync_metadata]);
...
commitAlterTable(table_id, table_metadata_tmp_path, table_metadata_path, statement, local_context);

这一段里的几个函数可以按顺序看：

  • readMetadataFile(...)：先把当前表的 metadata 文件完整读出来。这里拿到的还是旧版本的 CREATE TABLE 定义文本。

  • parseQuery(...)：把这段 SQL 文本重新解析成 AST。到这一步，后面的修改就不再是字符串替换，而是基于 AST 做结构化修改。

  • applyMetadataChangesToCreateQuery(...)：把前面 storage 层已经准备好的 metadata 套回这棵 ASTCreateQuery。像列、索引、TTL、settings 这类定义变化，都是在这一步写回 AST。

  • getObjectDefinitionFromCreateQuery(ast)：把改完后的 AST 再序列化回新的 CREATE TABLE 文本。

  • writeMetadataFile(...)：先把新定义写到 .tmp 文件，而不是直接覆盖正式 metadata 文件。

  • commitAlterTable(...)：最后再把 .tmp 文件原子替换成正式文件，完成这次 metadata 提交。

所以 alterTable(...) 的职责不是再去改一次 storage，而是把 storage 里已经准备好的 new_metadata 写回 database 的 metadata 文件。前面的 StorageMergeTree::alter(...) 更像是在内存里准备"新定义"；这里才是把这份新定义真正落回磁盘上的 metadata。

再看 RENAME。例如：

sql 复制代码 
RENAME TABLE db.t TO db.t_new;

它的入口不是 InterpreterAlterQuery，而是单独走 InterpreterRenameQuery -> database->renameTable(...)：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterRenameQuery.cpp
// 函数：InterpreterRenameQuery::execute()

database->renameTable(
    getContext(),
    elem.from_table_name,
    *database_catalog.getDatabase(elem.to_database_name),
    elem.to_table_name,
    exchange_tables,
    rename.dictionary);

以 DatabaseOnDisk::renameTable(...) 为例，这条路径会更新表名、metadata 和注册关系：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::renameTable(...)

table_lock = table->lockExclusively(...);
detachTable(local_context, table_name);
...
table->rename(to_database.getTableDataPath(create), StorageID(create));
to_database.createTable(local_context, to_table_name, table, attach_query);

这里的 table->lockExclusively(...) 比前面的 lockForAlter(...) 更重。它对应的是 IStorage 里的独占锁，目的是确保在 RENAME 过程中，不会再有其他线程继续对这张表做操作。

它影响的范围，不只是 ALTER 这类 DDL，而是更广的一组动作：

  • 普通查询里拿的 lockForShare(...)

  • 后台 merge / mutation / cleanup 这类后台线程

  • ALTER

  • DROP、TRUNCATE 这类需要等待表静下来的操作

拿到这把独占锁之后，这张表就会先进入"其他线程不能再继续操作"的状态，当前线程才继续做 detachTable(...)、改 metadata、改路径，再 createTable(...) 挂回去。

如果这时还有线程持有 lockForShare(...)，lockExclusively(...) 不会立刻成功，而是要等这些读锁全部释放。因为两者底层用的是同一把 drop_lock：前者是读锁，后者是写锁。所以 RENAME、DROP 这类路径，都会先等当前查询或后台任务退出，再继续执行。

再看 DETACH / ATTACH。例如：

sql 复制代码 
DETACH TABLE db.t;
ATTACH TABLE db.t;

DETACH 发生时，表会先从当前 database 的注册结构中移除：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabasesCommon.cpp
// 函数：DatabaseWithOwnTablesBase::detachTableUnlocked(...)

tables.erase(it);
table_storage->is_detached = true;

auto table_id = table_storage->getStorageID();
if (table_id.hasUUID())
    DatabaseCatalog::instance().removeUUIDMapping(table_id.uuid);

而 ATTACH TABLE db.t; 这条短语法会重新进入 createTable(...) 的 attach 分支，把已经存在的 metadata 对应的表重新挂回系统：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::createTable(...)

if (create.attach_short_syntax)
{
    assert(db_disk->existsFileOrDirectory(getObjectMetadataPath(table_name)));
    removeDetachedPermanentlyFlag(local_context, table_name, table_metadata_path, true);
    attachTable(local_context, table_name, table, getTableDataPath(create));
    return;
}

最后看 DROP。例如：

sql 复制代码 
DROP TABLE db.t;

DROP 有两条执行路径：DatabaseOnDisk::dropTable(...) 和 DatabaseAtomic::dropTable(...)，分别对应 Ordinary 和 Atomic。这里可以先抓住一个最核心的区别：Ordinary 更接近"同步删"，前台线程会一路把表从注册结构、metadata 文件和数据目录里清掉；Atomic 更接近"先逻辑删除，再异步最终清理"，前台先把表标记为 dropped 并移出名字空间，后面的物理删除再交给后台任务完成。

对于 Ordinary 来说，表的身份和 db.table 绑定更紧，metadata 文件和数据路径也更贴着名字组织，所以 DROP 更像沿着这条名字路径同步删下去。而在 Atomic 里，表除了名字之外，还有一个独立的 UUID 作为更稳定的内部标识；RENAME 改变的是名字与实例的映射关系，但不会改变这张表的 UUID，也不会改变按 UUID 组织的数据路径。这样在名字已经解绑之后，系统仍然可以继续通过 UUID 追踪同一个表对象，并把后续的最终清理放到后台异步完成。

先看 Ordinary 这条路径：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::dropTable(...)

StoragePtr table = detachTable(local_context, table_name);
...
if (table)
{
    table->drop();
    table->is_dropped = true;
}
...
for (const auto & [disk_name, disk] : getContext()->getDisksMap())
{
    if (disk->isReadOnly() || !disk->existsDirectory(table_data_path_relative))
        continue;

    disk->removeRecursive(table_data_path_relative);
}
db_disk->removeFileIfExists(table_metadata_path_drop);

这条路径里，表会先 detach，然后执行 table->drop()，最后直接删除数据目录和 metadata 文件。

如果再往下看常见的 MergeTree 实现，table->drop() 主要做的是停掉表上的后台活动，然后清掉数据部分：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/StorageMergeTree.cpp
// 函数：StorageMergeTree::drop()

void StorageMergeTree::drop()
{
    shutdown(true);
    dropAllData();
}

继续往下，dropAllData() 的主路径是先拿 parts 锁，把现有 part 标成 Deleting，再从磁盘和内存里清掉这些 part：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/MergeTree/MergeTreeData.cpp
// 函数：MergeTreeData::dropAllData()

auto lock = lockParts();
...
modifyPartState(it, DataPartState::Deleting, lock);
...
clearPartsFromFilesystemImpl(all_parts, true, &part_names_failed);
...
data_parts_indexes.clear();
all_data_dropped = true;

也就是说，在 Ordinary 这条路径里，table->drop() 负责的是 storage 自己的数据清理；而外层的 DatabaseOnDisk::dropTable(...) 再继续把 metadata 文件和表目录删掉，整个 DROP 才算走完。

再看 Atomic 这条路径：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseAtomic.cpp
// 函数：DatabaseAtomic::dropTable(...)

auto table = tryGetTable(table_name, local_context);
...
table->dropInnerTableIfAny(sync, local_context);
...
dropTableImpl(local_context, table_name, sync);

我们再来看 dropTableImpl。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseAtomic.cpp
// 函数：DatabaseAtomic::dropTableImpl(...)

db_disk->replaceFile(table_metadata_path, table_metadata_path_drop); /// Mark table as dropped
DatabaseOrdinary::detachTableUnlocked(table_name);
...
DatabaseCatalog::instance().enqueueDroppedTableCleanup(table->getStorageID(), table, db_disk, table_metadata_path_drop, sync);

这里的顺序是：先把 metadata 挪到 metadata_dropped，再从当前 database 的注册结构里摘掉表，然后把"最终清理"交给 DatabaseCatalog。

接下来先进入 enqueueDroppedTableCleanup(...)，它会把这张表放进待清理队列，并调度后台的 drop_task：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DatabaseCatalog::enqueueDroppedTableCleanup(...)

tables_marked_dropped.push_back(...);
...
tables_marked_dropped_ids.insert(table_id.uuid);
...
if (drop_task && (tables_marked_dropped.size() == 1 || ignore_delay))
    (*drop_task)->schedule();

这里的 drop_task 不是在这里临时创建的，而是在 DatabaseCatalog::createBackgroundTasks() 里提前创建好的后台任务：

cpp 复制代码 
auto drop_task_holder = getContext()->getSchedulePool().createTask(
    StorageID::createEmpty(),
    "DatabaseCatalogDropTableTask",
    [this](){ this->dropTableDataTask(); });
drop_task = std::make_unique<BackgroundSchedulePoolTaskHolder>(std::move(drop_task_holder));

enqueueDroppedTableCleanup(...) 把表放进 tables_marked_dropped，然后调度 drop_task。

dropTableDataTask() 里先调用 getTablesToDrop() 取出当前可以清理的表，再把结果交给 dropTablesParallel(...)；而 dropTablesParallel(...) 里真正执行的是 dropTableFinally(...)。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DatabaseCatalog::dropTableFinally(...)

disk->removeRecursive(data_path);
...
db_disk->removeFileIfExists(fs::path(table.metadata_path));
removeUUIDMappingFinally(table.table_id.uuid);

DatabaseCatalog 的注释把这几类动作区分得很直白：attach 时调用 addUUIDMapping(...)，detach 时调用 removeUUIDMapping(...)，真正 drop 完并移除磁盘数据之后，才调用 removeUUIDMappingFinally(...)。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.h

/// If table has UUID, addUUIDMapping(...) must be called when table attached to some database
/// removeUUIDMapping(...) must be called when it detached,
/// and removeUUIDMappingFinally(...) must be called when table is dropped and its data removed from disk.

到这里，第一章真正想回答的问题就完整了。表实例是 IStorage；它可以在启动恢复阶段被重新创建，也可以在在线 CREATE TABLE 时被新建出来；创建之后要先注册进 database 和 DatabaseCatalog，查询才能稳定地把 db.table 解析成一个 StoragePtr；而 ALTER、RENAME、DETACH、DROP 则分别对应实例状态变化、退出注册表以及最终销毁的不同路径。

二、表元数据：区分数据元数据

1. 表元数据字段映射

从 CREATE TABLE 的角度看，表元数据本质上就是"哪些表级定义会被解析并挂到表实例上"。对 ClickHouse 来说，这份内存表示就是 StorageInMemoryMetadata。

代码路径：src/Storages/StorageInMemoryMetadata.h

函数：struct StorageInMemoryMetadata

StorageInMemoryMetadata 字段 CREATE TABLE 里的对应片段 说明
columns 列定义：col_name Type ... 列名、类型、默认表达式、列注释等
constraints CONSTRAINT ... 约束（主要用于 MergeTree）
secondary_indices INDEX ... 二级索引（主要用于 MergeTree）
projections PROJECTION ... projection 定义（主要用于 MergeTree）
partition_key PARTITION BY ... 分区键表达式
sorting_key ORDER BY ... 排序键表达式（MergeTree 必备）
primary_key PRIMARY KEY ... 主键表达式；缺省时可能等同 sorting_key
sampling_key SAMPLE BY ... 抽样键表达式
unique_key UNIQUE KEY ... 实验特性（如果启用）
table_ttl / column_ttls_by_name TTL ... / TTL col ... 表级/列级 TTL
settings_changes SETTINGS ... 表级 settings（例如 MergeTree settings）
comment COMMENT '...' 表注释
select AS SELECT ...（View/MV） View/MV 的 select 描述
refresh REFRESH ...（MV） MV refresh 参数
definer / sql_security_type DEFINER ... / SQL SECURITY ... 与 view/MV 的安全语义相关
virtuals 无直接 SQL 对应 由 storage 在 attach/启动时构造（例如 MergeTree 的 _part、_partition_id）；不写入 CREATE TABLE 文本
metadata_version 无直接 SQL 对应 主要由 ReplicatedMergeTree 维护

2. 表元数据 vs 数据元数据

这里专门把"表元数据"与"数据元数据（数据状态）"拆开，否则后面讨论 ALTER、RENAME、DROP 时很容易把"表定义变了"与"数据组织变了"混在一起。

表元数据：以 StorageInMemoryMetadata 为中心，描述 schema 与引擎定义，决定 parser/optimizer/executor 如何理解这张表。典型内容包括：columns、partition_key、sorting_key、primary_key、secondary_indices、table_ttl、settings_changes。virtuals 也属于这一层，但它没有直接的 SQL 对应，通常由 storage 在 attach/启动时构造，例如 MergeTree 的 _part、_partition_id。

数据元数据（数据状态）：描述"有哪些 data part、各自处在什么状态、后台任务推进到哪一步"。典型内容包括：active part 集合、part 状态迁移（Active/Outdated/Deleting）、mutation 版本与队列、merge 任务，以及每个 part 目录里随数据存在的描述文件（例如 columns.txt、checksums.txt、primary.idx 等）。

两者的差异不在于"是否落盘"，而在于"管理主体与稳定性语义"：表元数据围绕 CREATE TABLE 定义（可序列化/可重放）；数据元数据围绕 data part 与后台任务（强运行态、可变、可并发推进）。

三、并发 DDL：从实现目标理解源码

1. 语义分组

撇开 DCL 与运维类语句，ClickHouse 并发与锁的语义可以压缩成下面 5 组：

分组 典型语句 互斥核心
对象级 DDL（除 ALTER） CREATE / RENAME / DROP / DETACH / ATTACH / TRUNCATE 表名/注册关系与实例摘挂
ALTER-元数据变更 ADD COLUMN / DROP COLUMN / MODIFY COLUMN 同表表元数据变更串行化 + 多版本可见性
ALTER-mutation ALTER ... UPDATE/DELETE、语法上的 UPDATE/DELETE 稳定的表元数据视图 + mutation 推进
SELECT SELECT 表实例生命周期与 snapshot 稳定
INSERT INSERT 表实例生命周期与 snapshot 稳定

2. 用户视角的并发期望

DDL vs DDL：

  • 对不同表的 DDL，用户侧的直觉期望是"互不影响、可并行推进"。

  • 对同一表的 DDL，用户侧的直觉期望是"可线性化"：并发执行的最终效果等价于某个确定的串行顺序。

  • 对涉及多个表名的 DDL（典型是 RENAME），用户侧的直觉期望是"整体原子"，不接受中间状态被其它 DDL 观察到。

DDL vs SELECT/INSERT/ALTER-mutation：

  • 对象级 DDL 与正在进行的读写，用户侧的直觉期望是"读写要么自然跑完，要么 DDL 等待/失败"，不接受"读写一半对象被摘走"。

  • ALTER-元数据变更与读写并发，用户侧的直觉期望是"既有读写沿旧定义完成，新读写看到新定义"，不要求把所有读写赶走。

  • ALTER-mutation 的直觉期望是"把变更意图提交给系统并推进"，对读写可见性与最终一致性语义由 mutation 子系统定义。

3. 数据库内核必须满足的约束

对象级 DDL 的内核约束分两层：

  • 表名级一致性：db.table 的注册关系必须可线性化，否则会出现"先查到表，再发现表不存在/指向不同对象"的异常路径。

  • 表实例级一致性：DROP/DETACH/RENAME 等摘挂操作必须在实例层面等待既有使用者退出，并阻止新的使用者进入，保证生命周期边界清晰。

ALTER-元数据变更的内核约束也分两层：

  • 同表 ALTER 串行化：同一表上的表元数据变更不可并发写入，否则难以定义最终 schema。

  • 多版本可见性：既有读写沿旧 snapshot 工作，新读写获得新 snapshot；避免通过全局阻塞将 ALTER 退化为"摘表类 DDL"。

ALTER-mutation 的内核约束聚焦在"计划与推进"：

  • 建计划阶段需要稳定的表元数据视图。

  • 执行推进由 mutation 子系统接管；它不是一个"立即重写数据"的同步 DML，而是一个可并发推进的后台状态机。

回到 ClickHouse 源码，DDLGuard 负责表名级一致性，避免同名对象级 DDL 打散注册关系；drop_lock 负责表实例级一致性，保证实例摘挂与既有使用者之间的生命周期边界；alter_lock 负责同表 ALTER-元数据变更串行化。下面分别看它们的实现。

4. DDLGuard

DDLGuard 的职责很单纯：把同名对象级 DDL 串行化。

以 RENAME 为例，整体调用路径可以先看成这样：

text 复制代码 
InterpreterRenameQuery::execute
  -> DatabaseCatalog::getDDLGuard
     -> DDLGuard::DDLGuard

InterpreterRenameQuery::execute 先收集本次 RENAME 涉及的所有表名，再逐个调用 DatabaseCatalog::getDDLGuard 获取 guard。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterRenameQuery.cpp
// 函数：InterpreterRenameQuery::execute

/// Must do it in consistent order.
for (auto & table_guard : table_guards)
    table_guard.second = database_catalog.getDDLGuard(
        table_guard.first.database_name,
        table_guard.first.table_name,
        nullptr);

DatabaseCatalog::getDDLGuard 本身并不实现阻塞逻辑，它的职责是创建一个 DDLGuard 对象，把真正的互斥语义交给构造函数。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DatabaseCatalog::getDDLGuard

guard = std::make_unique<DDLGuard>(
    db_guard.table_guards,
    db_guard.database_ddl_mutex,
    std::move(lock),
    table,
    database);

DDLGuard::DDLGuard 的关键点只有两步：先在 map 里按表名找到或创建对应 entry，再对这把 entry 里的 mutex 做 unique_lock。因此，同名 DDL 的阻塞发生在构造阶段，而不是发生在 storage 层。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/DatabaseCatalog.cpp
// 函数：DDLGuard::DDLGuard

it = map.emplace(elem, Entry{std::make_unique<std::mutex>(), 0}).first;
++it->second.counter;
...
table_lock = std::unique_lock(*it->second.mutex);

这也解释了为什么 DDLGuard 本质上是"表名级锁"：它保护的是 db.table 这层名字/注册关系，而不是 IStorage 实例本身。

DROP/DETACH 也是同一模式：在 interpreter 层直接调用 DatabaseCatalog::getDDLGuard，先把表名级互斥建立起来，再继续往下执行。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterDropQuery.cpp
// 函数：InterpreterDropQuery::executeToTableImpl

/// NOTE: it does not contain UUID, we will resolve it with locked DDLGuard
auto ddl_guard = (!query.no_ddl_lock
    ? DatabaseCatalog::instance().getDDLGuard(table_id.database_name, table_id.table_name, nullptr)
    : nullptr);

对 RENAME 这类一次涉及多个表名的语句，还必须按一致顺序获取多把 DDLGuard，否则会出现锁顺序反转：例如线程 A 先拿 t1 再等 t2，线程 B 先拿 t2 再等 t1，两边互相等待，最终形成死锁。这里使用 std::map 保存 table_guards，天然按字典序迭代，因此所有线程对同一组表名都会按相同顺序加锁。

5. drop_lock 与 alter_lock

先看 drop_lock。它主要出现在 SELECT、INSERT，以及对象级 DDL 的实例摘挂路径上。

以 SELECT 为例，整体调用路径可以先看成这样：

text 复制代码 
TableNode::TableNode
  -> IStorage::lockForShare
  -> IStorage::getInMemoryMetadataPtr
  -> IStorage::getStorageSnapshot

TableNode::TableNode 在建表节点时，直接拿 lockForShare，然后基于当前 metadata 构造 StorageSnapshot。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Analyzer/TableNode.cpp
// 函数：TableNode::TableNode

storage_->lockForShare(...);
storage_->getStorageSnapshot(storage_->getInMemoryMetadataPtr(context, false), context);

INSERT 是同一模式。它先拿 lockForShare，再读取 StorageInMemoryMetadata 的 snapshot，随后构造写入所需的 sample block 与 pipeline。

text 复制代码 
InterpreterInsertQuery::execute
  -> IStorage::lockForShare
  -> IStorage::getInMemoryMetadataPtr
cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterInsertQuery.cpp
// 函数：InterpreterInsertQuery::execute

auto table_lock = table->lockForShare(context->getInitialQueryId(), settings[Setting::lock_acquire_timeout]);
...
auto metadata_snapshot = table->getInMemoryMetadataPtr(context, false);

IStorage::lockForShare 的实现直接对应 drop_lock 的读锁获取：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/IStorage.cpp
// 函数：IStorage::lockForShare

TableLockHolder result = tryLockTimed(drop_lock, RWLockImpl::Read, query_id, acquire_timeout);
...
if (!table_id.hasUUID() && (is_dropped || is_detached))
    throw Exception(ErrorCodes::TABLE_IS_DROPPED, ...);

因此 SELECT/INSERT 可以并发共享，而 RENAME/DROP/DETACH 这类实例摘挂操作必须等待所有读锁退出。

对象级 DDL 的写锁调用点需要和上一节的 DDLGuard 放在一条主线上看。以 RENAME 为例，它的顺序是先获取 DDLGuard，再进入 DatabaseOnDisk::renameTable 获取 lockExclusively：

text 复制代码 
InterpreterRenameQuery::execute
  -> DatabaseCatalog::getDDLGuard
     -> DDLGuard::DDLGuard
  -> DatabaseOnDisk::renameTable
     -> IStorage::lockExclusively

前半段负责表名级串行化，后半段负责表实例级独占；两者的先后顺序也在这里固定下来。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Databases/DatabaseOnDisk.cpp
// 函数：DatabaseOnDisk::renameTable

table_lock = table->lockExclusively(local_context->getCurrentQueryId(), local_context->getSettingsRef()[Setting::lock_acquire_timeout]);
...
detachTable(local_context, table_name);

DROP/DETACH 也是同一模式，只是调用链更长一些。它不是直接进入 executeToTableImpl，而是先从 interpreter 入口一路分发下来：

text 复制代码 
InterpreterDropQuery::execute
  -> InterpreterDropQuery::executeSingleDropQuery
     -> InterpreterDropQuery::executeToTable
        -> InterpreterDropQuery::executeToTableImpl
           -> DatabaseCatalog::getDDLGuard
              -> DDLGuard::DDLGuard
           -> IStorage::lockExclusively
cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterDropQuery.cpp
// 函数：InterpreterDropQuery::executeToTableImpl

auto ddl_guard = (!query.no_ddl_lock ? DatabaseCatalog::instance().getDDLGuard(table_id.database_name, table_id.table_name, nullptr) : nullptr);
...
if (database->getUUID() == UUIDHelpers::Nil)
    table_lock = table->lockExclusively(context_->getCurrentQueryId(), context_->getSettingsRef()[Setting::lock_acquire_timeout]);

IStorage::lockExclusively 的实现则直接对应 drop_lock 的写锁获取：

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/IStorage.cpp
// 函数：IStorage::lockExclusively

TableExclusiveLockHolder result;
result.drop_lock = tryLockTimed(drop_lock, RWLockImpl::Write, query_id, acquire_timeout);
...
if (is_dropped || is_detached)
    throw Exception(ErrorCodes::TABLE_IS_DROPPED, ...);

再看 alter_lock。它服务的不是对象级 DDL，而是同一表上的 ALTER-元数据变更。

以 ALTER-元数据变更为例，整体调用路径可以先看成这样：

text 复制代码 
InterpreterAlterQuery::executeToTable
  -> IStorage::lockForShare
  -> runCommandSegments
     -> IStorage::lockForAlter
     -> IStorage::alter

InterpreterAlterQuery::executeToTable 先拿 lockForShare，保证表实例与当前 metadata 视图稳定；随后在 runCommandSegments 中，对真正的 AlterCommands 获取 lockForAlter，再调用 table->alter。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterAlterQuery.cpp
// 函数：InterpreterAlterQuery::executeToTable

auto table_lock = table->lockForShare(getContext()->getCurrentQueryId(), settings[Setting::lock_acquire_timeout]);
...
return runCommandSegments(segments, table, getContext());
cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Interpreters/InterpreterAlterQuery.cpp
// 函数：runCommandSegments

auto alter_lock = table->lockForAlter(settings[Setting::lock_acquire_timeout]);
...
table->alter(*alter_commands, context, alter_lock);

drop_lock 与 alter_lock 的类型差异在定义处就已经固定下来：前者是读写锁，后者是互斥锁。

cpp 复制代码 
// 代码路径：src/Storages/IStorage.h
// 函数：class IStorage（字段注释）

/// Allows to execute only one simultaneous alter query.
mutable std::timed_mutex alter_lock;

/// table is not dropped have to table this lock for read (lockForShare).
/// DROP-like queries take this lock for write (lockExclusively), to be sure
/// that all table threads finished.
mutable RWLock drop_lock = RWLockImpl::create();

因此，第 5 节里两把锁的分工可以直接收束成两句：drop_lock 负责表实例生命周期边界，协调 SELECT/INSERT 与对象级 DDL 的共享/独占互斥；alter_lock 负责同表 ALTER-元数据变更串行化，不参与对象级 DDL 的表名级互斥。

6. ClickHouse 的互斥结果

一句话总结：DDLGuard 负责把对象级 DDL 在表名级串行化；drop_lock 在 SELECT/INSERT/ALTER-mutation 与对象级 DDL 之间提供表实例级的一致性边界（共享/独占互斥）；alter_lock 负责把同一表上的 ALTER-元数据变更串行化。

同步原语视角（锁原语）：

机制 锁住的对象/粒度 主要用途 会阻塞谁 会被谁阻塞
DDLGuard（DatabaseCatalog::getDDLGuard） 表名级：db.table（以及数据库级：db） 串行化同名 DDL，避免注册关系/名字相关变更被打散；RENAME 一次拿多把（按字典序）避免死锁 同一个 db.table 上的其它 DDL 同名 DDLGuard 持有者
drop_lock 读锁（lockForShare） 表实例级：IStorage 的 drop_lock SELECT/INSERT/ALTER-mutation 建立稳定的 snapshot drop_lock 写锁（lockExclusively） drop_lock 写锁
drop_lock 写锁（lockExclusively） 表实例级：IStorage 的 drop_lock 等待所有 lockForShare 退出，并禁止新进入，然后执行 RENAME/DROP/DETACH 等需要摘表的动作 新的 lockForShare（以及其它写锁） 现有的 lockForShare（以及其它写锁）
alter_lock（lockForAlter） 表实例级：ALTER 专用锁 串行化同一表上的 ALTER 类元数据变更 其它 ALTER 其它 ALTER

语句视角（互斥关系）：

语义分组 是否持有 DDLGuard 是否持有 alter_lock 是否持有 drop_lock 读锁 是否持有 drop_lock 写锁 主要互斥关系
对象级 DDL（除 ALTER） 是 否 否 视操作而定（涉及实例摘挂则是） 同名 DDL 在表名级串行；涉及实例摘挂则写锁等待所有读锁退出
ALTER-元数据变更 通常否（replicated 入队路径除外） 是 通常是 通常否 同表 ALTER 串行；读写沿旧 snapshot 继续，新读写看到新 snapshot
ALTER-mutation（UPDATE/DELETE） 否 否 是 否 对象级 DDL 的写锁要等读锁释放；mutation 由后台推进
SELECT 否 否 是 否 对象级 DDL 的写锁要等读锁释放
INSERT 否 否 是 否 对象级 DDL 的写锁要等读锁释放
相关推荐
数据库小学妹1 小时前
MySQL redo刷盘实测：innodb_flush_log_at_trx_commit与故障矩阵
运维·数据库·mysql
哈__1 小时前
破除数据库排障碎片化：一体化全链路故障根因诊断实践
数据库
严同学正在努力1 小时前
SQL Server 15.0.2000.5（2019 CU5）性能分析基线构建实战教程
数据库·ai·oracle·dba
MC丶科1 小时前
软考架构师90天冲刺｜DAY44·Redis高级应用
数据库·数据仓库·redis·缓存·oracle·容器·规格说明书
Boop_wu2 小时前
[redis] redis 快速入门
数据库·redis·github
reasonsummer3 小时前
【办公类-115-01】20260906育儿知识（家园小报）批量制作（2026年9月-2027年6月）
开发语言·数据库·c#
AC赳赳老秦3 小时前
环保监测公开数据应用：OpenClaw 抓取空气与水质公开监测数据，开展区域环境质量趋势分析
大数据·数据库·人工智能·python·php·deepseek·openclaw
Zhu7583 小时前
部署安全的pg数据库，搭配pgadmin实现web界面管理
前端·数据库·安全
她说..3 小时前
Redis项目实战整理
数据库·redis·缓存
热门推荐
01国内可直接用、免费额度/永久免费的大模型API清单（含 SiliconFlow、火山、阿里、智谱、百度、Kimi、DeepSeek、DMXAPI 等）02GitHub 镜像站点03历年考研数学一、数学二、数学三真题试卷及答案PDF04蜘蛛磁力 搜索引擎大全，如何使用蜘蛛磁力查找磁力链接052026 国产 AI 大模型横评：DeepSeek、通义千问、Kimi、文心一言、星火、豆包谁更能打？06微信历史版本含下载地址（ Windows PC | 安卓 | MAC ）及设置微信不更新07ZCode 周末送额度活动开启：3 亿 Token 免费领取08Agnes AI 免费 API 接入指南：文本、生图、生视频，一套接口全免费09AI 编程 IDE 全景解析 2026：Agent 全面接管开发链路10VSCode+CodeX扩展，无法启动