本篇內容主要講解“MySQL的死鎖機制以及避免死鎖的方法”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“MySQL的死鎖機制以及避免死鎖的方法”吧!
一 前言
死鎖是每個MySQL DBA 都會遇到的技術問題，本文自己針對死鎖學習的一個總結,了解死鎖是什么，MySQL如何檢測死鎖，處理死鎖，死鎖的案例，如何避免死鎖。
二 死鎖
死鎖 是并發系統中常見的問題，同樣也會出現在Innodb系統中。當兩個及以上的事務，雙方都在等待對方釋放已經持有的鎖或者因為加鎖順序不一致造成循環等待鎖資源，就會出現"死鎖"。舉例來說A 事務持有x1鎖 ，申請x2鎖，B 事務持有x2鎖，申請x1 鎖。A和B 事務持有鎖并且申請對方持有的鎖進入循環等待，就造成死鎖。
從死鎖的定義來看，MySQL出現死鎖的幾個要素:
a 兩個或者兩個以上事務。
b 每個事務都已經持有鎖并且申請新的鎖。
c 鎖資源同時只能被同一個事務持有或者不兼容。
d 事務之間因為持有鎖和申請鎖導致了循環等待。
三 MySQL的死鎖機制
死鎖機制包含兩部分:檢測和處理。
把事務等待列表和鎖等待信息列表通過事務信息進行wait-for graph 檢測，如果發現有閉環，則回滾undo log 量少的事務；死鎖檢測本身也會算檢測本身所需要的成本，以便應對檢測超時導致的意外情況。
3.1 死鎖檢測
當InnoDB事務嘗試獲取(請求)加一個鎖，并且需要等待時，InnoDB 會進行死鎖檢測. 正常的流程如下:
1.InnoDB的初始化一個事務，當事務嘗試申請加一個鎖，并且需要等待時(wait_lock)，innodb會開始進行死鎖檢測(deadlock_mark)
2.進入到lock_deadlock_check_and_resolve()函數進行檢測死鎖和解決死鎖。
3.檢測死鎖過程中，是有計數器來進行限制的，在等待wait-for graph 檢測過程中遇到超時或者超過閾值，則停止檢測。
4.死鎖檢測的邏輯之一是等待圖的處理過程，如果通過鎖的信息和事務等待鏈構造出一個圖，如果圖中出現回路，就認為發生了死鎖。
5.死鎖的回滾，內部代碼的處理邏輯之一是比較undo的數量，回滾undo數量少的事務。
3.2 如何處理死鎖
《數據庫系統實現》里面提到的死鎖處理
1.超時死鎖檢測:當存在死鎖時，想所有事務都能同時繼續執行通常是不可能的，因此，至少一個事務必須中止并重新開始。超時是最直接的辦法，對超出活躍時間的事務進行限制和回滾
2.等待圖：等待圖的實現，是可以表明哪些事務在等待其他事務持有的鎖，可以在數據庫的死鎖檢測里面加上這個機制來進行檢測是否有環的形成。
3.通過元素排序預防死鎖:這個想法很美好，但現實很殘酷,通常都是發現死鎖后才去想辦法解決死鎖的原因
4.通過時間戳檢測死鎖:對每個事務都分配一個時間戳，根據時間戳來進行回滾策略。
四 Innodb 的鎖類型
首先我們要知道對于MySQL有兩種常規鎖模式
LOCK_S（讀鎖，共享鎖）
LOCK_X（寫鎖，排它鎖）
最容易理解的鎖模式，讀加共享鎖(in share mode)，寫加排它鎖.
有如下幾種鎖的屬性
LOCK_REC_NOT_GAP （鎖記錄）
LOCK_GAP （鎖記錄前的GAP）
LOCK_ORDINARY （同時鎖記錄+記錄前的GAP，也即Next Key鎖）
LOCK_INSERT_INTENTION （插入意向鎖，其實是特殊的GAP鎖）
鎖的屬性可以與鎖模式任意組合。例如.
lock->type_mode 可以是Lock_X 或者Lock_S
locks gap before rec 表示為gap鎖：lock->type_mode & LOCK_GAP
locks rec but not gap 表示為記錄鎖，非gap鎖：lock->type_mode & LOCK_REC_NOT_GAP
insert intention 表示為插入意向鎖：lock->type_mode & LOCK_INSERT_INTENTION
waiting 表示鎖等待：lock->type_mode & LOCK_WAIT
注 關于Innodb 鎖的詳細介紹 可以移步 官方文檔 或者 MySQL · 引擎特性 · InnoDB 事務鎖系統簡介
五 Innodb 不同事務加鎖類型
實例 update tab set x=1 where id= 1 ;
1 索引列是主鍵，RC隔離級別
對記錄記錄加X鎖
2 索引列是二級唯一索引，RC隔離級別
若id列是unique列，其上有unique索引。那么SQL需要加兩個X鎖，一個對應于id unique索引上的id = 10的記錄，另一把鎖對應于聚簇索引上的[name=’d’,id=10]的記錄。
3 索引列是二級非唯一索引，RC隔離級別
若id列上有非唯一索引，那么對應的所有滿足SQL查詢條件的記錄，都會被加鎖。同時，這些記錄在主鍵索引上的記錄，也會被加鎖。
4 索引列上沒有索引，RC隔離級別
若id列上沒有索引，SQL會走聚簇索引的全掃描進行過濾，由于過濾是由MySQL Server層面進行的。因此每條記錄，無論是否滿足條件，都會被加上X鎖。但是，為了效率考量，MySQL做了優化，對于不滿足條件的記錄，會在判斷后放鎖，最終持有的，是滿足條件的記錄上的鎖，但是不滿足條件的記錄上的加鎖/放鎖動作不會省略。同時，優化也違背了2PL的約束。
5 索引列是主鍵，RR隔離級別
對記錄記錄加X鎖
6 索引列是二級唯一索引，RR隔離級別
對表加上兩個X鎖，唯一索引滿足條件的記錄上一個，對應的聚簇索引上的記錄一個。
7 索引列是二級非唯一索引，RR隔離級別
結論:Repeatable Read隔離級別下，id列上有一個非唯一索引，對應SQL:delete from t1 where id = 10;
首先，通過id索引定位到第一條滿足查詢條件的記錄，加記錄上的X鎖，加GAP上的GAP鎖，然后加主鍵聚簇索引上的記錄X鎖，然后返回；然后讀取下一條，重復進行。直至進行到第一條不滿足條件的記錄[11,f]，此時，不需要加記錄X鎖，但是仍舊需要加GAP鎖，最后返回結束。
8 索引列上沒有索引，RR隔離級別
則鎖全表
這里需要重點說明insert 和delete的加鎖方式，因為目前遇到的大部分案例或者部分難以分析的案例都是和delete，insert 操作有關。
insert 的加鎖方式
對于并發insert造成唯一鍵沖突的時候 insert的加鎖策略是
第一階段 唯一性約束檢查，先申請LOCK_S + LOCK_ORDINARY
第二階段 獲取階段一的鎖并且insert成功之后,插入的位置有Gap鎖:LOCK_INSERT_INTENTION,為了防止其他insert 唯一鍵沖突。
新數據插入:LOCK_X + LOCK_REC_NOT_GAP
對于insert操作來說，若發生唯一約束沖突，則需要對沖突的唯一索引加上S Next-key Lock。從這里會發現，即使是RC事務隔離級別，也同樣會存在Next-Key Lock鎖，從而阻塞并發。然而，文檔沒有說明的是，對于檢測到沖突的唯一索引，等待線程在獲得S Lock之后，還需要對下一個記錄進行加鎖，在源碼中由函數row_ins_scan_sec_index_for_duplicate進行判斷
引自 死鎖案例之三
delete 的加鎖方式
1 在非唯一索引的情況下，刪除一條存在的記錄是有gap鎖，鎖住記錄本身和記錄之前的gap
2 在唯一索引和主鍵的情況下刪除一條存在的記錄，因為都是唯一值，進行刪除的時候，是不會有gap存在
3 非唯一索引，唯一索引和主鍵在刪除一條不存在的記錄，均會在這個區間加gap鎖
4 通過非唯一索引和唯一索引去刪除一條標記為刪除的記錄的時候，都會請求該記錄的行鎖，同時鎖住記錄之前的gap
5 RC 情況下是沒有gap鎖的，除了遇到唯一鍵沖突的情況，如插入唯一鍵沖突。
引自文章 MySQL DELETE 刪除語句加鎖分析
六 死鎖案例
關于死鎖的案例不在本文做詳細分析，這里給出我做的幾個例子(后續會有其他案例分享)，四個案例基本均和RR 模式下的gap鎖有關。
死鎖案例之一 delete申請gap鎖與insert 的gap鎖沖突導致死鎖
死鎖案例之二 并發delete不存在記錄申請gap鎖導致死鎖
死鎖案例之三 兩個事務并發insert 唯一鍵沖突 和gap鎖一起導致的死鎖案例
死鎖案例之四 三個并發insert 語句導致的死鎖
七 如何查看死鎖
1. 查看事務鎖等待狀態情況
select * from information_schema.innodb_locks;
select * from information_schema.innodb_lock_waits;
select * from information_schema.innodb_trx;
下面的查詢可以得到當前狀況下數據庫的等待情況:via《innodb技術內幕中》
select r.trx_id wait_trx_id,
r.trx_mysql_thread_id wait_thr_id,
r.trx_query wait_query,
b.trx_id block_trx_id,
b.trx_mysql_thread_id block_thrd_id,
b.trx_query block_query
from information_schema.innodb_lock_waits w
inner join information_schema.innodb_trx b on b.trx_id = w.blocking_trx_id
inner join information_schema.innodb_trx r on r.trx_id =w.requesting_trx_id
2. 打開下列參數，獲取更詳細的事務和死鎖信息。
innodb_print_all_deadlocks = ON
innodb_status_output =ON
innodb_status_output_locks = ON
3. 查看innodb狀態(包含最近的死鎖日志)
show engine innodb status;
八 如何盡可能避免死鎖
1 事務隔離級別使用read committed和binlog_format=row ，避免RR模式帶來的gap鎖競爭。
2 合理的設計索引,區分度高的列放到組合索引前列，使業務sql盡可能的通過索引定位更少的行，減少鎖競爭。
3 調整業務邏輯 SQL執行順序，避免update/delete 長時間持有鎖sql在事務前面，(該優化視情況而定)
4 選擇合理的事務大小，小事務發生鎖沖突的幾率也更??；
5 訪問相同的表時，應盡量約定以相同的順序訪問表，對一個表而言，盡可能以固定的順序存取表中的行。這樣可以大大減少死鎖的機會；
6 5.7.15 版本之后提供了新的功能 innodb_deadlock_detect 參數,可以關閉死鎖檢測，提高并發TPS。
到此，相信大家對“MySQL的死鎖機制以及避免死鎖的方法”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！
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