手把手教你分析解決MySQL死鎖問題

1-1.jpg

在生產(chǎn)環(huán)境中如果出現(xiàn)MySQL死鎖問題該如何排查和解決呢,本文將模擬真實(shí)死鎖場(chǎng)景進(jìn)行排查,最后總結(jié)下實(shí)際開發(fā)中如何盡量避免死鎖發(fā)生哪亿。

一、準(zhǔn)備好相關(guān)數(shù)據(jù)和環(huán)境

當(dāng)前自己的數(shù)據(jù)版本是8.0.22

mysql> select @@version;
+-----------+
| @@version |
+-----------+
| 8.0.22    |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

數(shù)據(jù)庫隔離級(jí)別(默認(rèn)隔離級(jí)別)

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

自動(dòng)提交關(guān)閉

mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            1 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

表結(jié)構(gòu)

這個(gè)age為 非唯一索引,這點(diǎn)對(duì)下面整個(gè)案例非常重要板辽。

-- id是自增主鍵劲弦,age是非唯一索引醇坝,name普通字段
CREATE TABLE `user` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `age` int DEFAULT NULL COMMENT '年齡',
  `name` varchar(255)  DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_age` (`age`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶信息表';

表中暫時(shí)先插入兩條數(shù)據(jù)

2.jpg


二画畅、模擬出真實(shí)死鎖案例

開啟兩個(gè)終端模擬事務(wù)并發(fā)情況轴踱,執(zhí)行順序以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:

1)事務(wù)A執(zhí)行更新操作谚赎,更新成功

mysql> update  user  set name = 'wangwu' where age= 20;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
  1. 事務(wù)B執(zhí)行更新操作摊腋,更新成功
mysql> update  user  set name = 'zhaoliu' where age= 10;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

3)事務(wù)A執(zhí)行插入操作,陷入阻塞~

mysql> insert into user values (null, 15, "tianqi");
3.jpg

4)事務(wù)B執(zhí)行插入操作兴蒸,插入成功,同時(shí)事務(wù)A的插入由阻塞變?yōu)樗梨ierror橙凳。

insert into user values (null, 30, "wangba");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

事務(wù)A的插入操作變成報(bào)錯(cuò)。

4.jpg


上面四步操作后笑撞,我們分別對(duì)事務(wù)A和事務(wù)B進(jìn)行commit操作岛啸。

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

我們?cè)賮砜磾?shù)據(jù)庫中表的數(shù)據(jù)茴肥。

5.jpg


我們發(fā)現(xiàn)瓤狐,事務(wù)B的所有操作最終都成功了础锐,而事務(wù)A的操作因?yàn)閳?bào)錯(cuò)都回滾了。所以事務(wù)A的操作都失敗皆警。

那既然是死鎖鸵隧,為什么回滾事務(wù)A,而不是事務(wù)B,是隨機(jī)的還是有機(jī)制在里面?

我們可以理解死鎖是數(shù)據(jù)庫對(duì)事務(wù)的保護(hù)機(jī)制,一旦發(fā)生死鎖,MySQL會(huì)選擇相對(duì)小的事務(wù)(undo較少的)進(jìn)行回滾意推。


三掰派、查看分析死鎖日志

可以用 show engine innodb status,查看最近一次死鎖日志哈左痢,執(zhí)行后靡羡,死鎖日志如下(只展示部分日志):

LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2021-12-24 06:02:52 0x7ff7074f8700
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 2554368, ACTIVE 22 sec inserting
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 4 lock struct(s), heap size 1136, 4 row lock(s), undo log entries 2

INSERT INTO user VALUES (NULL, 15, "tianqi")

*** (1) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 309 page no 5 n bits 72 index idx_age of table `mall_goods`.`user` trx id 2554368 lock_mode X
Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0
 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;;

*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 309 page no 5 n bits 72 index idx_age of table `mall_goods`.`user` trx id 2554368 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 4 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000014; asc     ;;
 1: len 4; hex 80000002; asc     ;;

*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 2554369, ACTIVE 14 sec inserting
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 5 lock struct(s), heap size 1136, 4 row lock(s), undo log entries 2
INSERT INTO user VALUES (NULL, 30, "wangba")

*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 309 page no 5 n bits 72 index idx_age of table `mall_goods`.`user` trx id 2554369 lock_mode X locks gap before rec
Record lock, heap no 4 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000014; asc     ;;
 1: len 4; hex 80000002; asc     ;;


*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 309 page no 5 n bits 72 index idx_age of table `mall_goods`.`user` trx id 2554369 lock_mode X insert intention waiting
Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0
 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;;

*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)

1、事務(wù)A相關(guān)日志

1)找到關(guān)鍵詞TRANSACTION俊性,事務(wù)2554368

6.jpg


2)查看事務(wù)1正在執(zhí)行的sql

insert into user values (null, 15, "tianqi")
  1. 查看當(dāng)前事務(wù)已占有的鎖和等待其它事務(wù)釋放的鎖
7.jpg

2略步、事務(wù)B相關(guān)日志

1)找到關(guān)鍵詞TRANSACTION,事務(wù)2554369

8.jpg

2)查看事務(wù)2正在執(zhí)行的sql

insert into user values (null, 30, "wangba")
  1. 查看當(dāng)前事務(wù)已占有的鎖和等待其它事務(wù)釋放的鎖
9.jpg

3定页、總結(jié)

這里把一些關(guān)鍵的日志截圖了下

10.jpg


我們把這張圖換一種方式畫下

11-1.jpg


1)從圖中可以很明顯的看出,事務(wù)1和事務(wù)2都在等對(duì)方的鎖釋放趟薄,所以導(dǎo)致了死鎖問題。而且最終是事務(wù)1進(jìn)行了回滾典徊。

2)這個(gè)日志提供比較重要的信息就是我們可以看出的是哪兩條sql在互相一直等待其它事務(wù)的鎖釋放而產(chǎn)生了死鎖杭煎,也知道是哪個(gè)索引導(dǎo)致產(chǎn)生的死鎖恩够,同時(shí)也知道最終哪個(gè)事務(wù)被回滾了。

3)如果上面的信息還不能幫你定位解決問題羡铲,那可以問數(shù)據(jù)庫DB要詳細(xì)的binlog日志來分析這段時(shí)間這兩個(gè)事務(wù)具體執(zhí)行的所有sql蜂桶。


四、總結(jié)分析案例中產(chǎn)生死鎖的原因

這個(gè)分析就需要對(duì)MySQL中的各種鎖機(jī)制有所了解也切,還不清楚的話可以看我之前寫的兩篇文章扑媚,看完你就清楚我下面所寫的了。

1、事務(wù)A的SQL產(chǎn)生了哪些鎖

1) 事務(wù)A的update語句產(chǎn)生哪些鎖

我們先來看

update  user  set name = 'wangwu' where age= 20;

記錄鎖

因?yàn)槭堑戎挡樵兊够保赃@里會(huì)在滿足age=20的所有數(shù)據(jù)請(qǐng)求一個(gè)記錄鎖旬痹。

間隙鎖

因?yàn)檫@里是非唯一索引的等值查詢,所以一樣會(huì)產(chǎn)生間隙鎖(如果是唯一索引的等值查詢那就不會(huì)產(chǎn)生間隙鎖,只會(huì)有記錄鎖),因?yàn)檫@里只有2條記錄
所以左邊為(10,20),右邊因?yàn)闆]有記錄了讨越,所以請(qǐng)求間隙鎖的范圍就是(20,+∞),加一起就是(10,20) +(20,+∞)两残。

Next-Key鎖

Next-Key鎖=記錄鎖+間隙鎖,所以該Update語句就有了(10,+∞)的 Next-Key鎖

事務(wù)A的install語句產(chǎn)生哪些鎖

INSERT INTO user VALUES (NULL, 15, "tianqi");

間隙鎖

  • 因?yàn)閍ge 15(在10和20之間)谎痢,所以需要請(qǐng)求加(10,20)的間隙鎖

插入意向鎖(Insert Intention)

  • 插入意向鎖是在插入一行記錄操作之前設(shè)置的一種間隙鎖磕昼,這個(gè)鎖釋放了一種插入方式的信號(hào)卷雕,即事務(wù)A需要插入意向鎖(10,20),這個(gè)插入鎖的作用就是提高插入效率的节猿,在分析死鎖的時(shí)候我們可以不用關(guān)心它,只關(guān)心上面間隙鎖就好了漫雕。

2滨嘱、事務(wù)B的SQL產(chǎn)生了哪些鎖

事務(wù)B的update語句產(chǎn)生哪些鎖

我們先來看

update  user  set name = 'zhaoliu' where age= 10

記錄鎖

因?yàn)槭堑戎挡樵儯赃@里會(huì)在滿足age=10的所有數(shù)據(jù)請(qǐng)求一個(gè)記錄鎖浸间。

間隙鎖

因?yàn)樽筮厸]有記錄,右邊有一個(gè)age=20的記錄太雨,所以間隙鎖的范圍是(-∞,10),右邊為(10,20),一起就是(-∞,10)+(10,20)。

Next-Key鎖

Next-Key鎖=記錄鎖+間隙鎖魁蒜,所以該Update語句就有了(-∞,20)的 Next-Key鎖

事務(wù)A的install語句產(chǎn)生哪些鎖

INSERT INTO user VALUES (NULL, 30, "wangba")

間隙鎖

  • 因?yàn)閍ge 30(左邊是20囊扳,右邊沒有值),所以需要請(qǐng)求加(20,+∞)的間隙鎖

插入意向鎖(Insert Intention)

  • (20,+∞)

鎖都分析清楚了兜看,接下來再來看下是什么地方導(dǎo)致死鎖的呢锥咸?

12.jpg

這樣以來產(chǎn)生整個(gè)死鎖的原因也就清楚了,不過這里再補(bǔ)充兩點(diǎn)

1)MySQL的間隙鎖雖然有左開右閉的原則,但是其實(shí)這個(gè)并不完全正確,因?yàn)樗锌赡苁亲箝]右開,也可能是左開右開细移,它會(huì)跟你插入主鍵值位置有關(guān)搏予,具體的可以看我之前寫的一篇文章
里面有完整示例MySQL記錄鎖、間隙鎖弧轧、臨鍵鎖小案例演示雪侥。所以這里間隙鎖寫的都是左開右開的范圍碗殷,可能臨界點(diǎn)有點(diǎn)模糊,但不影響分析這個(gè)案例的死鎖問題速缨。

2)通過事務(wù)A和事務(wù)B的update語句锌妻,我們可以發(fā)現(xiàn)其實(shí)它們都持有間隙鎖(10,20)的這段范圍,說明間隙鎖范圍是可以相互兼容的,意思就是只要你的10不在我(10,+∞)的間隙鎖范圍內(nèi)鸟廓,那就可以產(chǎn)生部分重合的間隙鎖从祝,也就是這里的(10,20)。


五引谜、實(shí)際開發(fā)中如何盡量避免死鎖發(fā)生

一般來講在實(shí)際開發(fā)中牍陌,很少會(huì)發(fā)生死鎖的情況,尤其是在業(yè)務(wù)并發(fā)量不是很大的情況下员咽。在并發(fā)很大的情況下可能會(huì)存在偶爾產(chǎn)生死鎖毒涧。

不過呢,在自己實(shí)際開發(fā)中贝室,有遇到過請(qǐng)求一個(gè)接口出現(xiàn)100%概率死鎖的情況契讲。

當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景其實(shí)很簡(jiǎn)單。一段業(yè)務(wù)代碼中滑频,有去走Dubbo調(diào)其它接口服務(wù),這就存在了兩個(gè)事務(wù),結(jié)果各自事務(wù)提交的時(shí)候捡偏,都需要等待對(duì)方的鎖釋放,就導(dǎo)致每次都發(fā)生死鎖超時(shí)峡迷。這其實(shí)是一種代碼不規(guī)范而導(dǎo)致死鎖的發(fā)生银伟。

這里也總結(jié)下如何盡量避免死鎖發(fā)生。

1)不同的應(yīng)用訪問同一組表時(shí)绘搞,應(yīng)盡量約定以相同的順序訪問各表彤避。對(duì)一個(gè)表而言,應(yīng)盡量以固定的順序存取表中的行夯辖。這點(diǎn)真的很重要,它可以明顯的減少死鎖的發(fā)生琉预。

舉例:好比有a,b兩張表,如果事務(wù)1先a后b,事務(wù)2先b后a,那就可能存在相互等待產(chǎn)生死鎖蒿褂。那如果事務(wù)1和事務(wù)2都先a后b圆米,那事務(wù)1先拿到a的鎖,事務(wù)2再去拿a的鎖啄栓,如果鎖沖突那就會(huì)等待事務(wù)1釋放鎖娄帖,那自然事務(wù)2就不會(huì)拿到b的鎖,那就不會(huì)堵塞事務(wù)1拿到b的鎖谴供,這樣就避免死鎖了块茁。

2)在主鍵等值更新的時(shí)候,盡量先查詢看數(shù)據(jù)庫中有沒有滿足條件的數(shù)據(jù),如果不存在就不用更新数焊,存在才更新永淌。為什么要這么做呢,因?yàn)槿绻ジ乱粭l數(shù)據(jù)庫不存在的數(shù)據(jù)佩耳,一樣會(huì)產(chǎn)生間隙鎖遂蛀。

舉例:如果表中只有id=1和id=5的數(shù)據(jù),那么如果你更新id=3的sql干厚,因?yàn)檫@條記錄表中不存在李滴,那就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)(1,5)的間隙鎖,但其實(shí)這個(gè)鎖就是多余的蛮瞄,因?yàn)槟闳ジ乱粋€(gè)數(shù)據(jù)都不存在的數(shù)據(jù)沒有任何意義所坯。

3)盡量使用主鍵更新數(shù)據(jù),因?yàn)橹麈I是唯一索引,在等值查詢能查到數(shù)據(jù)的情況下只會(huì)產(chǎn)生行鎖挂捅,不會(huì)產(chǎn)生間隙鎖芹助,這樣產(chǎn)生死鎖的概率就減少了。當(dāng)然如果是范圍查詢闲先,一樣會(huì)產(chǎn)生間隙鎖状土。

4)避免長(zhǎng)事務(wù),小事務(wù)發(fā)送鎖沖突的幾率也小伺糠。這點(diǎn)應(yīng)該很好理解蒙谓。

5)在允許幻讀和不可重復(fù)度的情況下,盡量使用RC的隔離級(jí)別训桶,避免gap lock造成的死鎖累驮,因?yàn)楫a(chǎn)生死鎖經(jīng)常都跟間隙鎖有關(guān),間隙鎖的存在本身也是在RR隔離級(jí)別來解決幻讀的一種措施渊迁。


感謝

這篇文章給自己提供了很好的思路慰照,這篇文章也基本上按照這個(gè)思路往下寫的

手把手教你分析MySQL死鎖問題

關(guān)注公眾號(hào): 后端元宇宙灶挟。持續(xù)輸出優(yōu)質(zhì)好文

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