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MySQL死锁产生原因和解决方法

Mysql 锁类型
一、锁类型介绍:
MySQL有三种锁的级别:页级、表级、行级。

表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

页面锁:开销和加锁时间界于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁定粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般

算法:

next KeyLocks锁,同时锁住记录(数据),并且锁住记录前面的Gap

Gap锁,不锁记录,仅仅记录前面的Gap

Recordlock锁(锁数据,不锁Gap)

所以其实 Next-KeyLocks=Gap锁+ Recordlock锁

二、死锁产生原因和示例
1、产生原因:
所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的InnoDB。

死锁的关键在于:两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。

那么对应的解决死锁问题的关键就是:让不同的session加锁有次序

2、产生示例:
案例一
需求:将投资的钱拆成几份随机分配给借款人。

起初业务程序思路是这样的:

投资人投资后,将金额随机分为几份,然后随机从借款人表里面选几个,然后通过一条条select for update 去更新借款人表里面的余额等。

例如两个用户同时投资,A用户金额随机分为2份,分给借款人1,2

B用户金额随机分为2份,分给借款人2,1

由于加锁的顺序不一样,死锁当然很快就出现了。

对于这个问题的改进很简单,直接把所有分配到的借款人直接一次锁住就行了。

Select * from xxx where id in (xx,xx,xx) for update

在in里面的列表值mysql是会自动从小到大排序,加锁也是一条条从小到大加的锁

例如(以下会话id为主键):

Session1:

mysql> select * from t3 where id in (8,9) for update;
idcoursenamectime
8WAf2016-03-02 11:36:30
9JXf2016-03-01 11:36:30

rows in set (0.04 sec)
Session2:

select * from t3 where id in (10,8,5) for update;

锁等待中……

其实这个时候id=10这条记录没有被锁住的,但id=5的记录已经被锁住了,锁的等待在id=8的这里 不信请看

Session3:

mysql> select * from t3 where id=5 for update;

锁等待中

Session4:

mysql> select * from t3 where id=10 for update;
idcoursenamectime
10JBg2016-03-10 11:45:05

row in set (0.00 sec)
在其它session中id=5是加不了锁的,但是id=10是可以加上锁的。

案例二
在开发中,经常会做这类的判断需求:根据字段值查询(有索引),如果不存在,则插入;否则更新。

以id为主键为例,目前还没有id=22的行

Session1:

select * from t3 where id=22 for update;

Empty set (0.00 sec)
session2:

select * from t3 where id=23  for update;

Empty set (0.00 sec)
Session1:

insert into t3 values(22,'ac','a',now());

锁等待中……

Session2:

insert into t3 values(23,'bc','b',now());
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

当对存在的行进行锁的时候(主键),mysql就只有行锁。

当对未存在的行进行锁的时候(即使条件为主键),mysql是会锁住一段范围(有gap锁)

锁住的范围为:

(无穷小或小于表中锁住id的最大值,无穷大或大于表中锁住id的最小值)

如:如果表中目前有已有的id为(11 , 12)

那么就锁住(12,无穷大)

如果表中目前已有的id为(11 , 30)

那么就锁住(11,30)

对于这种死锁的解决办法是:

insert into t3(xx,xx) on duplicate key update 'xx'='XX';

用mysql特有的语法来解决此问题。因为insert语句对于主键来说,插入的行不管有没有存在,都会只有行锁

案例三

mysql> select * from t3 where id=9 for update;
idcoursenamectime
9JXf2016-03-01 11:36:30

row in set (0.00 sec)
Session2:

mysql> select * from t3 where id<20 for update;

锁等待中

Session1:

mysql> insert into t3 values(7,'ae','a',now());
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

这个跟案例一其它是差不多的情况,只是session1不按常理出牌了,

Session2在等待Session1的id=9的锁,session2又持了1到8的锁(注意9到19的范围并没有被session2锁住),最后,session1在插入新行时又得等待session2,故死锁发生了。

这种一般是在业务需求中基本不会出现,因为你锁住了id=9,却又想插入id=7的行,这就有点跳了,当然肯定也有解决的方法,那就是重理业务需求,避免这样的写法。

死锁预防策略
InnoDB引擎内部(或者说是所有的数据库内部),有多种锁类型:事务锁(行锁、表锁),Mutex(保护内部的共享变量操作)、RWLock(又称之为Latch,保护内部的页面读取与修改)。

InnoDB每个页面为16K,读取一个页面时,需要对页面加S锁,更新一个页面时,需要对页面加上X锁。任何情况下,操作一个页面,都会对页面加锁,页面锁加上之后,页面内存储的索引记录才不会被并发修改。

因此,为了修改一条记录,InnoDB内部如何处理:

根据给定的查询条件,找到对应的记录所在页面;

对页面加上X锁(RWLock),然后在页面内寻找满足条件的记录;

在持有页面锁的情况下,对满足条件的记录加事务锁(行锁:根据记录是否满足查询条件,记录是否已经被删除,分别对应于上面提到的3种加锁策略之一);

相对于事务锁,页面锁是一个短期持有的锁,而事务锁(行锁、表锁)是长期持有的锁。因此,为了防止页面锁与事务锁之间产生死锁。InnoDB做了死锁预防的策略:持有事务锁(行锁、表锁),可以等待获取页面锁;但反之,持有页面锁,不能等待持有事务锁。

根据死锁预防策略,在持有页面锁,加行锁的时候,如果行锁需要等待。则释放页面锁,然后等待行锁。此时,行锁获取没有任何锁保护,因此加上行锁之后,记录可能已经被并发修改。因此,此时要重新加回页面锁,重新判断记录的状态,重新在页面锁的保护下,对记录加锁。如果此时记录未被并发修改,那么第二次加锁能够很快完成,因为已经持有了相同模式的锁。但是,如果记录已经被并发修改,那么,就有可能导致本文前面提到的死锁问题。

以上的InnoDB死锁预防处理逻辑,对应的函数,是row0sel.c::row_search_for_mysql()。感兴趣的朋友,可以跟踪调试下这个函数的处理流程,很复杂,但是集中了InnoDB的精髓。
剖析死锁的成因
做了这么多铺垫,有了Delete操作的3种加锁逻辑、InnoDB的死锁预防策略等准备知识之后,再回过头来分析本文最初提到的死锁问题,就会手到拈来,事半而功倍。

首先,假设dltask中只有一条记录:(1, ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘data’)。三个并发事务,同时执行以下的这条SQL:

delete from dltask where a=’a’ and b=’b’ and c=’c’;
并且产生了以下的并发执行逻辑,就会产生死锁:

上面分析的这个并发流程,完整展现了死锁日志中的死锁产生的原因。其实,根据事务1步骤6,与事务0步骤3/4之间的顺序不同,死锁日志中还有可能产生另外一种情况,那就是事务1等待的锁模式为记录上的X锁 + No Gap锁(lock_mode X locks rec but not gap waiting)。这第二种情况,也是”润洁”同学给出的死锁用例中,使用MySQL 5.6.15版本测试出来的死锁产生的原因。

此类死锁,产生的几个前提:

Delete操作,针对的是唯一索引上的等值查询的删除;(范围下的删除,也会产生死锁,但是死锁的场景,跟本文分析的场景,有所不同)

至少有3个(或以上)的并发删除操作;

并发删除操作,有可能删除到同一条记录,并且保证删除的记录一定存在;

事务的隔离级别设置为Repeatable Read,同时未设置innodb_locks_unsafe_for_binlog参数(此参数默认为FALSE);(Read Committed隔离级别,由于不会加Gap锁,不会有next key,因此也不会产生死锁)

使用的是InnoDB存储引擎;

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