MySQL锁(死锁)

死锁的概念

　　死锁是指两个或者两个以上的事务在执行过程中，因争夺锁资源而造成的一种互相等待的现象。

　　解决死锁问题最简单的一种方法是超时，即当两个事务互相等待时，当一个等待时间超过设置的某一阀值时，其中一个事务进行回滚，另一个等待的事务就能继续进行。在InnoDB存储引擎中，参数Innodb_lock_wait_timeout用来设置超时的时间

　　超时机制虽然简单，但是其仅通过超时后对事务进行回滚的方式来处理，或者说其是根据FIFO的顺序选择回滚事务。但若超时的事务所占权重比较大，如事务更新了很多行，占用了较多的undo log ，这时采用FIFO的方式，就显得不合适了，因为回滚这个事务的时间相对于另一个事务所占的时间可能会很多。

　　因此除了超时机制，当前数据库还都普遍采用wait-for graph(等待图)的方式来进行死锁检测。较之前超时的解决方案，这是一种更为主动的死锁检测方法。InnoDB存储引擎也采用这种方式。

　　wait-for graph要求数据库保存以下两种信息: 锁的信息链表，事务等待链表

　　在图中，事务T1指向T2 的定义为：

　　　　事务T1 等待事务T2所占用的资源

　　　　事务T1 最终等待T2 所占用的资源，也就是事务之间在等待相同的资源，而事务T1发生在事务T2的后面

 由此，可以发现wait-for graph是一种较为主动的死锁检测机制，在每个事务请求锁并发生等待时都会判断是否存在回路，若存在则有死锁，通常来说InnoDB存储引擎选择回滚undo量最小的事务。

死锁的概率

　　假设当前数据库中共有 n+1 个线程执行，即当前总共有n+1个事务。并假设每个事务所做的操作相同。

　　若每个事务由r+1 个操作组成，每个操作作为从R行数据中随机地操作一行数据，并占用对象的锁。

　　每个事务在执行完最后一个步骤释放所占用的所有锁资源。

　　最后假设 nr << R,即线程操作的数据只占所有数据的一小部分。

　　在上述的模型下，事务获取一个锁需要等待的概率是多少？当事务获得一个锁，其他任何一个事务获得锁的情况为：

　　　　　　　　（1+2+3+....+r）/(r+1) ≈ r/2

　　由于每个操作为从R行数据中取一条数据， 每行数据被取到的概率为1/R ，因此，事务中每个操作需要等待的概率PW为：

　　　　　　　　　　PW = nr/2R

　　事务是由r个操作所组成，因此事务发生等待的概率PW(T)为：

　　　　　　　　　　　PW(T) = 1-(1-PW)^r ≈ r*PW ≈  nr² / 2R

　　死锁是由于产生回路，也就是事务互相等待而发生的，若死锁的长度为2 ，即两个等待节点间发生死锁，那么其概率为：

　　　　　　　　　　　　　一个事务发生死锁的概率 ≈  PW(T)² /n ≈  nr⁴ / 4R²

　　由于大部分死锁发生的长度为2，因此上述公式基本代表了一个事务发生死锁的概率因此，任何一个事务发生死锁的概率为：

　　　　　　　　　　　　系统中任何一个事务发生死锁的概率  ≈  n²r⁴ / 4R²

　　从上述的公式中可以发现，由于 nr<< R，因此事务发生死锁的概率是非常低的。同时，事务发生死锁的概率与以下几点因素有关：

　　　　系统中事务的数量 (n)，数量越多发生死锁的概率越大

　　　　每个事务操作的数量(r),每个事务操作的数量越多，发生死锁的概率越大

　　　　操作数据的集合(R),越小则发生死锁的概率越大

死锁示例

　　如果程序是串行的，那么不可能发生死锁。死锁只存在与并发的情况，而数据库本身就是一个并发运行的程序，因此可能发生死锁。

时间	会话A	会话B
1	begin;
2	mysql> select * from test.t where a =1 for update; +---+ | a | +---+ | 1 | +---+ 1 row in set	gegin;
3		mysql> select * from test.t where a = 2 for update; +---+ | a | +---+ | 2 | +---+ 1 row in set
4	mysql> select * from test.t where a =2 for update;
5		mysql> select * from test.t where a = 1 for update; 1213 - Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
6	+---+ | a | +---+ | 2 | +---+ 1 row in set

　　会话B事务抛出1213这个错误提示，即表示事务发生了死锁，死锁的原因是会话A和B的资源在互相等待。

　　会话B中的事务抛出死锁异常后，会话A中马上得到了记录为2 的这个资源，这其实是因为会话B中的事务发生了回滚，否则会话A中的事务是不可能得到资源的。

　　　　InnoDB存储引擎并不会回滚大部分的错误异常，但是死锁除外。发现死锁后，InnoDB存储引擎会马上回滚一个事务。因此如果在应用程序中捕获了1213这个错误，其实并不需要对其进行回滚。

　　此外还存在另一种死锁，即当前事务持有待插入记录的下一个记录的X锁，但是在等待队列中存在一个S锁的请求，则可能发生死锁。

　　

时间	会话A	会话B
1	begin
2		begin
3	select * from t where a = 4 for update
4		select * from t where a <= 4 lock in share mode; 等待
5	insert into t value (3); error 1213 deadlock found when trying to get lock;try restarting transaction
6		事务获得锁，继续执行

　　可以看到，会话A已经对记录4持有了X锁，但是会话A中插入记录3时会导致死锁的发生。

　　这个问题的产生是由于会话B中请求记录4的S锁而发生等待，但之前请求的锁对于主键值记录 1、2都已经成功，若在事件点3能插入记录，那么会话B在获得记录4持有的S锁后，还需要向后获取记录3的记录，这样就显得优点不合理。因此InnoDB存储引擎在这里主动选择了死锁，而回滚的是undo log记录大的事务，这与AB-BA死锁的处理又有所不同。