MySQL 死锁产生缘由及解决方法

1、Mysql 锁类型和加锁分析

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，发生锁冲突的几率最高,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，发生锁冲突的几率最低,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，并发度通常

算法：

• next KeyLocks锁，同时锁住记录(数据)，而且锁住记录前面的Gap
• Gap锁，不锁记录，仅仅记录前面的Gap
• Recordlock锁（锁数据，不锁Gap）

因此其实 Next-KeyLocks=Gap锁+ Recordlock锁

2、死锁产生缘由和示例

一、产生缘由：

所谓死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程当中,因争夺资源而形成的一种互相等待的现象,若无外力做用，它们都将没法推动下去.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.因此解决死锁主要仍是针对于最经常使用的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：让不一样的session加锁有次序

二、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，而后随机从借款人表里面选几个，而后经过一条条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

因为加锁的顺序不同，死锁固然很快就出现了。

对于这个问题的改进很简单，直接把全部分配到的借款人直接一次锁住就好了。

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（如下会话id为主键）：

Session1:

mysql> select * from t3 where id in (8,9) for update;
+----+--------+------+---------------------+
| id | course | name | ctime               |
+----+--------+------+---------------------+
|  8 | WA     | f    | 2016-03-02 11:36:30 |
|  9 | JX     | f    | 2016-03-01 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;
+----+--------+------+---------------------+
| id | course | name | ctime               |
+----+--------+------+---------------------+
| 10 | JB     | g    | 2016-03-10 11:45:05 |
+----+--------+------+---------------------+
row in set (0.00 sec)

在其它session中id=5是加不了锁的，可是id=10是能够加上锁的。

案例二

在开发中，常常会作这类的判断需求：根据字段值查询（有索引），若是不存在，则插入；不然更新。

以id为主键为例，目前尚未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(即便条件为主键)，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：若是表中目前有已有的id为（11 ， 12）

那么就锁住（12，无穷大）

若是表中目前已有的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。由于insert语句对于主键来讲，插入的行无论有没有存在，都会只有行锁

案例三

mysql> select * from t3 where id=9 for update;
+----+--------+------+---------------------+
| id | course | name | ctime               |
+----+--------+------+---------------------+
|  9 | JX     | f    | 2016-03-01 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很少的状况，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的范围并无被session2锁住），最后，session1在插入新行时又得等待session2,故死锁发生了。

这种通常是在业务需求中基本不会出现，由于你锁住了id=9，却又想插入id=7的行，这就有点跳了，固然确定也有解决的方法，那就是重理业务需求，避免这样的写法。

案例四

通常的状况，两个session分别经过一个sql持有一把锁，而后互相访问对方加锁的数据产生死锁。

案例五

两个单条的sql语句涉及到的加锁数据相同，可是加锁顺序不一样，致使了死锁。

死锁场景以下：

表结构：

CREATE TABLE dltask (
    id bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘auto id’,
    a varchar(30) NOT NULL COMMENT ‘uniq.a’,
    b varchar(30) NOT NULL COMMENT ‘uniq.b’,
    c varchar(30) NOT NULL COMMENT ‘uniq.c’,
    x varchar(30) NOT NULL COMMENT ‘data’,   
    PRIMARY KEY (id),
    UNIQUE KEY uniq_a_b_c (a, b, c)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT=’deadlock test’;
#a，b，c三列，组合成一个惟一索引，主键索引为id列。

事务隔离级别：

RR (Repeatable Read)

每一个事务只有一条SQL：

delete from dltask where a=? and b=? and c=?;

SQL的执行计划：

死锁日志：

众所周知，InnoDB上删除一条记录，并非真正意义上的物理删除，而是将记录标识为删除状态。(注：这些标识为删除状态的记录，后续会由后台的Purge操做进行回收，物理删除。可是，删除状态的记录会在索引中存放一段时间。) 在RR隔离级别下，惟一索引上知足查询条件，可是倒是删除记录，如何加锁？InnoDB在此处的处理策略与前两种策略均不相同，或者说是前两种策略的组合：对于知足条件的删除记录，InnoDB会在记录上加next key lock X(对记录自己加X锁，同时锁住记录前的GAP，防止新的知足条件的记录插入。) Unique查询，三种状况，对应三种加锁策略，总结以下：

此处，咱们看到了next key锁，是否很眼熟？对了，前面死锁中事务1，事务2处于等待状态的锁，均为next key锁。明白了这三个加锁策略，其实构造必定的并发场景，死锁的缘由已经呼之欲出。可是，还有一个前提策略须要介绍，那就是InnoDB内部采用的死锁预防策略。

• 找到知足条件的记录，而且记录有效，则对记录加X锁，No Gap锁(lock_mode X locks rec but not gap)；
• 找到知足条件的记录，可是记录无效(标识为删除的记录)，则对记录加next key锁(同时锁住记录自己，以及记录以前的Gap：lock_mode X);
• 未找到知足条件的记录，则对第一个不知足条件的记录加Gap锁，保证没有知足条件的记录插入(locks gap before rec)；

死锁预防策略

InnoDB引擎内部(或者说是全部的数据库内部)，有多种锁类型：事务锁(行锁、表锁)，Mutex(保护内部的共享变量操做)、RWLock(又称之为Latch，保护内部的页面读取与修改)。

InnoDB每一个页面为16K，读取一个页面时，须要对页面加S锁，更新一个页面时，须要对页面加上X锁。任何状况下，操做一个页面，都会对页面加锁，页面锁加上以后，页面内存储的索引记录才不会被并发修改。

所以，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)，而后在页面内寻找知足条件的记录；
• 在持有页面锁的状况下，对知足条件的记录加事务锁(行锁：根据记录是否知足查询条件，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)；

死锁预防策略：相对于事务锁，页面锁是一个短时间持有的锁，而事务锁(行锁、表锁)是长期持有的锁。所以，为了防止页面锁与事务锁之间产生死锁。InnoDB作了死锁预防的策略：持有事务锁(行锁、表锁)，能够等待获取页面锁；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，若是行锁须要等待。则释放页面锁，而后等待行锁。此时，行锁获取没有任何锁保护，所以加上行锁以后，记录可能已经被并发修改。所以，此时要从新加回页面锁，从新判断记录的状态，从新在页面锁的保护下，对记录加锁。若是此时记录未被并发修改，那么第二次加锁可以很快完成，由于已经持有了相同模式的锁。可是，若是记录已经被并发修改，那么，就有可能致使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，能够跟踪调试下这个函数的处理流程，很复杂，可是集中了InnoDB的精髓。

剖析死锁的成因

作了这么多铺垫，有了Delete操做的3种加锁逻辑、InnoDB的死锁预防策略等准备知识以后，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，同时执行如下的这条SQL：

delete from dltask where a=’a’ and b=’b’ and c=’c’;

而且产生了如下的并发执行逻辑，就会产生死锁：

上面分析的这个并发流程，完整展示了死锁日志中的死锁产生的缘由。其实，根据事务1步骤6，与事务0步骤3/4之间的顺序不一样，死锁日志中还有可能产生另一种状况，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)。这第二种状况，也是”润洁”同窗给出的死锁用例中，使用MySQL 5.6.15版本测试出来的死锁产生的缘由。

此类死锁，产生的几个前提：

• Delete操做，针对的是惟一索引上的等值查询的删除；(范围下的删除，也会产生死锁，可是死锁的场景，跟本文分析的场景，有所不一样)
• 至少有3个(或以上)的并发删除操做；
• 并发删除操做，有可能删除到同一条记录，而且保证删除的记录必定存在；
• 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，因为不会加Gap锁，不会有next key，所以也不会产生死锁) -使用的是InnoDB存储引擎；(废话！MyISAM引擎根本就没有行锁)

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