mysql 死锁原因及解决办法

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：

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：

将投资人投资金额随机分为几份，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;
+----+--------+------+---------------------+
| 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，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

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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。

案例四

案例四

一般的情况，两个 session 分别通过一个 sql 持有一把锁，然后互相访问对方加锁的数据产生死锁。

案例五

案例五

两个单条的 sql 语句涉及到的加锁数据相同，但是加锁顺序不同，导致了死锁。

案例六

死锁场景如下：

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，组合成一个唯一索引，主键索引为 id 列。

事务隔离级别：

RR (Repeatable Read)

每个事务只有一条 SQL：

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

SQL 的执行计划：

执行计划

死锁日志：

死锁日志

众所周知，InnoDB 上删除一条记录，并不是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 操作进行回收，物理删除。但是，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，唯一索引上满足查询条件，但是却是删除记录，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：对于满足条件的删除记录，InnoDB 会在记录上加 next key lock X (对记录本身加 X 锁，同时锁住记录前的 GAP，防止新的满足条件的记录插入。) Unique 查询，三种情况，对应三种加锁策略，总结如下：

此处，我们看到了 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，其实构造一定的并发场景，死锁的原因已经呼之欲出。但是，还有一个前提策略需要介绍，那就是 InnoDB 内部采用的死锁预防策略。

• 找到满足条件的记录，并且记录有效，则对记录加 X 锁，No Gap 锁 (lock_mode X locks rec but not gap)；
• 找到满足条件的记录，但是记录无效 (标识为删除的记录)，则对记录加 next key 锁 (同时锁住记录本身，以及记录之前的 Gap：lock_mode X);
• 未找到满足条件的记录，则对第一个不满足条件的记录加 Gap 锁，保证没有满足条件的记录插入 (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。搜索 Java 知音公众号，回复 “后端面试”，送你一份 Java 面试题宝典.pdf

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：

并发执行逻辑

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；(废话！MyISAM 引擎根本就没有行锁)

 

如何检测代码运行是否出现死锁

解除正在死锁的状态有两种方法：

第一种：

1.查询是否锁表

show OPEN TABLES where In_use > 0;

2.查询进程（如果您有SUPER权限，您可以看到所有线程。否则，您只能看到您自己的线程）

show processlist

3.杀死进程id（就是上面命令的id列）

kill id

第二种：

1.查看下在锁的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;

2.杀死进程id（就是上面命令的trx_mysql_thread_id列）

kill 线程ID

例子：

查出死锁进程：SHOW PROCESSLIST
杀掉进程          KILL 420821;

其它查看死锁的命令：

1：查看当前的事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;

2：查看当前锁定的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

3：查看当前等锁的事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS;

 

MySQL 死锁检查处理

正常情况下，死锁发生时，权重最小的连接将被kill并回滚。但是为了找出语句来优化，启用可启用死锁将死锁信息记录下来。

#step 1：窗口一
mysql> start transaction;
mysql> update aa set name='aaa' where id = 1;
 
#step 2：窗口二
mysql> start transaction;
mysql> update bb set name='bbb' where id = 1;
 
#step 3：窗口一
mysql> update bb set name='bbb';
#step 4：窗口三
#是否自动提交
mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | ON    |
+---------------+-------+

 
#查看当前连接

mysql> show processlist;
mysql> show full processlist;
mysql> SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.PROCESSLIST;
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+
| Id | User | Host      | db   | Command | Time | State | Info             |
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+
|  4 | root | localhost | test | Sleep   |  244 |       | NULL             |
|  5 | root | localhost | test | Sleep   |  111 |       | NULL             |
|  6 | root | localhost | NULL | Query   |    0 | init  | show processlist |
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+
 
 
#查看当前正在被锁的事务（锁请求超时后则查不到）
mysql> SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;
+------------------+-------------+-----------+-----------+-------------+-----------------+------------+-----------+----------+----------------+
| lock_id          | lock_trx_id | lock_mode | lock_type | lock_table  | lock_index      | lock_space | lock_page | lock_rec | lock_data      |
+------------------+-------------+-----------+-----------+-------------+-----------------+------------+-----------+----------+----------------+
| 130718495:65:3:4 | 130718495   | X         | RECORD    | `test`.`bb` | GEN_CLUST_INDEX |         65 |         3 |        4 | 0x000000000300 |
| 130718496:65:3:4 | 130718496   | X         | RECORD    | `test`.`bb` | GEN_CLUST_INDEX |         65 |         3 |        4 | 0x000000000300 |
+------------------+-------------+-----------+-----------+-------------+-----------------+------------+-----------+----------+----------------+
 
#查看当前等待锁的事务（锁请求超时后则查不到）
mysql> SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS; 
+-------------------+-------------------+-----------------+------------------+
| requesting_trx_id | requested_lock_id | blocking_trx_id | blocking_lock_id |
+-------------------+-------------------+-----------------+------------------+
| 130718499         | 130718499:65:3:4  | 130718500       | 130718500:65:3:4 |
+-------------------+-------------------+-----------------+------------------+
 
 
#查看当前未提交的事务（如果死锁等待超时,事务可能还没有关闭）
mysql> SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;
+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| trx_id    | trx_state | trx_started         | trx_requested_lock_id | trx_wait_started    | trx_weight |
+-----------+-----------+---------------------+-----------------------+---------------------+------------+
| 130718500 | RUNNING   | 2018-03-12 09:28:10 | NULL                  | NULL                |          3 |
| 130718499 | LOCK WAIT | 2018-03-12 09:27:59 | 130718499:65:3:4      | 2018-03-12 09:32:48 |          5 |
==========================================================================================================
| trx_mysql_thread_id | trx_query                             | trx_operation_state | trx_tables_in_use |
+---------------------+---------------------------------------+---------------------+-------------------+
|                   4 | NULL                                  | NULL                |                 0 |
|                   5 | update bb set name='bbb'              | starting index read |                 1 |
=========================================================================================================
| trx_tables_locked | trx_lock_structs | trx_lock_memory_bytes | trx_rows_locked | trx_rows_modified |
+-------------------+------------------+-----------------------+-----------------+-------------------+
|                 0 |                2 |                   360 |               3 |                 1 |
|                 1 |                4 |                  1184 |               4 |                 1 |
===========================================================================================================================
| trx_concurrency_tickets | trx_isolation_level | trx_unique_checks | trx_foreign_key_checks | trx_last_foreign_key_error |
+-------------------------+---------------------+-------------------+------------------------+----------------------------+
|                       0 | REPEATABLE READ     |                 1 |                      1 | NULL                       |
|                       0 | REPEATABLE READ     |                 1 |                      1 | NULL                       |
===========================================================================================================================
| trx_adaptive_hash_latched | trx_adaptive_hash_timeout | trx_is_read_only | trx_autocommit_non_locking |
+---------------------------+---------------------------+------------------+----------------------------+
|                         0 |                     10000 |                0 |                          0 |
|                         0 |                     10000 |                0 |                          0 |
+---------------------------+---------------------------+------------------+----------------------------+
 
 
#查看正在被访问的表
mysql> show OPEN TABLES where In_use > 0;
+----------+-------+--------+-------------+
| Database | Table | In_use | Name_locked |
+----------+-------+--------+-------------+
| test     | bb    |      1 |           0 |
+----------+-------+--------+-------------+
#step 3：窗口一 （若第三步中锁请求太久，则出现锁超时而终止执行）
mysql> update bb set name='bbb';
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
 
 
#"窗口一" 锁请求超时前，执行第五步，使死锁产生，则该连接 "窗口二" 执行终止，"窗口一" 顺利执行
#step 5：窗口二
mysql> update aa set name='aa';
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

查看最近一个死锁情况

#查看最近一个死锁情况
mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G ;
...............
------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2018-03-12 11:01:06 7ffb4993a700 #发生时间
*** (1) TRANSACTION: #事务1
TRANSACTION 130718515, ACTIVE 19 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1 #正被访问的表
LOCK WAIT 4 lock struct(s), heap size 1184, 4 row lock(s), undo log entries 1 #影响行数
MySQL thread id 5, OS thread handle 0x7ffb498f8700, query id 205 localhost root updating #线程/连接host/用户
update bb set name='bb' #请求语句
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: #等待以下资源 （锁定位置及锁模式）
RECORD LOCKS space id 65 page no 3 n bits 72 index `GEN_CLUST_INDEX` of table `test`.`bb` trx id 130718515 lock_mode X waiting
Record lock, heap no 5 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
 0: len 6; hex 000000000300; asc       ;;
 1: len 6; hex 000007ca9b34; asc      4;;
 2: len 7; hex 1f000002092075; asc       u;;
 3: len 4; hex 80000001; asc     ;;
 4: len 2; hex 6262; asc bb;;
 
*** (2) TRANSACTION: #事务2
TRANSACTION 130718516, ACTIVE 14 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
4 lock struct(s), heap size 1184, 4 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 4, OS thread handle 0x7ffb4993a700, query id 206 localhost root updating
update aa set name='aa' #请求语句
*** (2) HOLDS THE LOCK(S): #持有锁资源
RECORD LOCKS space id 65 page no 3 n bits 72 index `GEN_CLUST_INDEX` of table `test`.`bb` trx id 130718516 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;;
 
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
 0: len 6; hex 000000000301; asc       ;;
 1: len 6; hex 000007ca9b17; asc       ;;
 2: len 7; hex 9000000144011e; asc     D  ;;
 3: len 4; hex 80000002; asc     ;;
 4: len 2; hex 6262; asc bb;;
 
Record lock, heap no 5 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
 0: len 6; hex 000000000300; asc       ;;
 1: len 6; hex 000007ca9b34; asc      4;;
 2: len 7; hex 1f000002092075; asc       u;;
 3: len 4; hex 80000001; asc     ;;
 4: len 2; hex 6262; asc bb;;
 
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 64 page no 3 n bits 80 index `GEN_CLUST_INDEX` of table `test`.`aa` trx id 130718516 lock_mode X waiting
Record lock, heap no 7 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
 0: len 6; hex 000000000200; asc       ;;
 1: len 6; hex 000007ca9b33; asc      3;;
 2: len 7; hex 1e000001d53057; asc      0W;;
 3: len 4; hex 80000001; asc     ;;
 4: len 2; hex 6161; asc aa;;
 
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (2)
...............
#死锁记录只记录最近一个死锁信息，若要将每个死锁信息都保存到错误日志，启用以下参数：
mysql> show variables like 'innodb_print_all_deadlocks';
+----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| innodb_print_all_deadlocks | OFF   |
+----------------------------+-------+
 
 
#上面 【step 3：窗口一】若一直请求不到资源，默认50秒则出现锁等待超时。
mysql> show variables like 'innodb_lock_wait_timeout'; 
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_lock_wait_timeout | 50    |
+--------------------------+-------+
 
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
 
 
#设置全局变量 锁等待超时为60秒（新的连接生效）
#mysql> set session innodb_lock_wait_timeout=50; 
mysql> set global innodb_lock_wait_timeout=60; 
 

 
#上面测试中，当事务中的某个语句超时只回滚该语句，事务的完整性属于被破坏了。为了回滚这个事务，启用以下参数：

mysql> show variables like 'innodb_rollback_on_timeout';
+----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| innodb_rollback_on_timeout | OFF   |
+----------------------------+-------+

最终参数设置如下：(重启服务重新连接测试)

[mysqld]
log-error =/var/log/mysqld3306.log
innodb_lock_wait_timeout=60     #锁请求超时时间(秒)
innodb_rollback_on_timeout = 1  #事务中某个语句锁请求超时将回滚真个事务
innodb_print_all_deadlocks = 1  #死锁都保存到错误日志
#若手动删除堵塞会话，删除 Command='Sleep' 、无State、无Info、trx_weight 权重最小的。
show processlist;
SELECT trx_mysql_thread_id,trx_state,trx_started,trx_weight FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;