关于死锁

 2008-03-27 23:07  唐汉明 翟振兴 兰丽华 关宝军 申宝柱  人民邮电出版社  

• 摘要：《深入浅出MySQL——数据库开发、优化与管理维护》从数据库的基础、开发、优化、管理4方面对MySQL进行了详细的介绍，其中每一部分都独立成篇，每一篇又包括多个章节。本书面向实用，内容覆盖广泛，讲解由浅入深，适合于各个层次的读者。本文介绍了InnoDB锁。
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20.3.9 关于死锁

上文讲过，MyISAM表锁是deadlock free的，这是因为MyISAM总是一次获得所需的全部锁，要么全部满足，要么等待，因此不会出现死锁。但在InnoDB中，除单个SQL组成的事务外，锁是逐步获得的，这就决定了在InnoDB中发生死锁是可能的。如表20-17所示的就是一个发生死锁的例子。

表20-17           InnoDB存储引擎中的死锁例子

session_1	session_2
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   mysql> select * from table_1 where where id=1 for update; ... 做一些其他处理...	mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   mysql> select * from table_2 where id=1 for update; ...
select * from table_2 where id =1 for update; 因session_2已取得排他锁，等待	做一些其他处理...
	mysql> select * from table_1 where where id=1 for update; 死锁

在上面的例子中，两个事务都需要获得对方持有的排他锁才能继续完成事务，这种循环锁等待就是典型的死锁。

发生死锁后，InnoDB一般都能自动检测到，并使一个事务释放锁并回退，另一个事务获得锁，继续完成事务。但在涉及外部锁，或涉及表锁的情况下，InnoDB并不能完全自动检测到死锁，这需要通过设置锁等待超时参数innodb_lock_wait_timeout来解决。需要说明的是，这个参数并不是只用来解决死锁问题，在并发访问比较高的情况下，如果大量事务因无法立即获得所需的锁而挂起，会占用大量计算机资源，造成严重性能问题，甚至拖跨数据库。我们通过设置合适的锁等待超时阈值，可以避免这种情况发生。

通常来说，死锁都是应用设计的问题，通过调整业务流程、数据库对象设计、事务大小，以及访问数据库的SQL语句，绝大部分死锁都可以避免。下面就通过实例来介绍几种避免死锁的常用方法。

（1）在应用中，如果不同的程序会并发存取多个表，应尽量约定以相同的顺序来访问表，这样可以大大降低产生死锁的机会。在下面的例子中，由于两个session访问两个表的顺序不同，发生死锁的机会就非常高！但如果以相同的顺序来访问，死锁就可以避免。

表20-18  InnoDB存储引擎中表顺序造成的死锁例子

session_1	session_2
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 1 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | PENELOPE   | GUINESS   | +------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
	mysql> insert into country (country_id,country) values(110,'Test'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql>  insert into country (country_id,country) values(110,'Test'); 等待
	mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 1 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | PENELOPE   | GUINESS   | +------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql>  insert into country (country_id,country) values(110,'Test'); ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

（2）在程序以批量方式处理数据的时候，如果事先对数据排序，保证每个线程按固定的顺序来处理记录，也可以大大降低出现死锁的可能。

表20-19  InnoDB存储引擎中表数据操作顺序不一致造成的死锁例子

session_1	session_2
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 1 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | PENELOPE   | GUINESS   | +------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
	mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 3 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | ED         | CHASE     | +------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 3 for update; 等待
	mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 1 for update; ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
mysql> select first_name,last_name from actor where actor_id = 3 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | ED         | CHASE     | +------------+-----------+ 1 row in set (4.71 sec)

（3）在事务中，如果要更新记录，应该直接申请足够级别的锁，即排他锁，而不应先申请共享锁，更新时再申请排他锁，因为当用户申请排他锁时，其他事务可能又已经获得了相同记录的共享锁，从而造成锁冲突，甚至死锁。具体演示可参见20.3.3小节中的例子。

 （4）前面讲过，在REPEATABLE-READ隔离级别下，如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...FOR UPDATE加排他锁，在没有符合该条件记录情况下，两个线程都会加锁成功。程序发现记录尚不存在，就试图插入一条新记录，如果两个线程都这么做，就会出现死锁。这种情况下，将隔离级别改成READ COMMITTED，就可避免问题，如表20-20所示。

表20-20     InnoDB存储引擎中隔离级别引起的死锁例子1

session_1	session_2
mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation  | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation  | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
当前session对不存在的记录加for update的锁： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 201 for update; Empty set (0.00 sec)
	其他session也可以对不存在的记录加for update的锁： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 201 for update; Empty set (0.00 sec)
因为其他session也对该记录加了锁，所以当前的插入会等待： mysql> insert into actor (actor_id , first_name , last_name) values(201,'Lisa','Tom'); 等待
	因为其他session已经对记录进行了更新，这时候再插入记录就会提示死锁并退出： mysql> insert into actor (actor_id, first_name , last_name) values(201,'Lisa','Tom'); ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
由于其他session已经退出，当前session可以获得锁并成功插入记录： mysql> insert into actor (actor_id , first_name , last_name) values(201,'Lisa','Tom'); Query OK, 1 row affected (13.35 sec)

（5）当隔离级别为READ COMMITTED时，如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE，判断是否存在符合条件的记录，如果没有，就插入记录。此时，只有一个线程能插入成功，另一个线程会出现锁等待，当第1个线程提交后，第2个线程会因主键重出错，但虽然这个线程出错了，却会获得一个排他锁！这时如果有第3个线程又来申请排他锁，也会出现死锁。

对于这种情况，可以直接做插入操作，然后再捕获主键重异常，或者在遇到主键重错误时，总是执行ROLLBACK释放获得的排他锁，如表20-21所示。

session_1	session_2	session_3
mysql> select @@tx_isolation; +----------------+ | @@tx_isolation | +----------------+ | READ-COMMITTED | +----------------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)	mysql> select @@tx_isolation; +----------------+ | @@tx_isolation | +----------------+ | READ-COMMITTED | +----------------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)	mysql> select @@tx_isolation; +----------------+ | @@tx_isolation | +----------------+ | READ-COMMITTED | +----------------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Session_1获得for update的共享锁： mysql> select actor_id, first_name,last_name from actor where actor_id = 201 for update; Empty set (0.00 sec)	由于记录不存在，session_2也可以获得for update的共享锁： mysql> select actor_id, first_name,last_name from actor where actor_id = 201 for update; Empty set (0.00 sec)
Session_1可以成功插入记录： mysql> insert into actor (actor_id,first_name,last _name) values(201,'Lisa','Tom'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
	Session_2插入申请等待获得锁： mysql> insert into actor (actor_id,first_name, last_name) values(201,'Lisa','Tom'); 等待
Session_1成功提交： mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
	Session_2获得锁，发现插入记录主键重，这个时候抛出了异常，但是并没有释放共享锁： mysql> insert into actor (actor_id,first_name, last_name) values(201,'Lisa','Tom'); ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '201' for key 'PRIMARY'
		Session_3申请获得共享锁，因为session_2已经锁定该记录，所以session_3需要等待： mysql> select actor_id, first_name,last_name from actor where actor_id = 201 for update; 等待
	这个时候，如果session_2直接对记录进行更新操作，则会抛出死锁的异常： mysql> update actor set last_name='Lan' where actor_id = 201; ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
		Session_2释放锁后，session_3获得锁： mysql> select first_name, last_name from actor where actor_id = 201 for update; +------------+-----------+ | first_name | last_name | +------------+-----------+ | Lisa       | Tom       | +------------+-----------+ 1 row in set (31.12 sec)

尽管通过上面介绍的设计和SQL优化等措施，可以大大减少死锁，但死锁很难完全避免。因此，在程序设计中总是捕获并处理死锁异常是一个很好的编程习惯。

如果出现死锁，可以用SHOW INNODB STATUS命令来确定最后一个死锁产生的原因。返回结果中包括死锁相关事务的详细信息，如引发死锁的SQL语句，事务已经获得的锁，正在等待什么锁，以及被回滚的事务等。据此可以分析死锁产生的原因和改进措施。下面是一段SHOW INNODB STATUS输出的样例：

mysql> show innodb status \G
…….
------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
070710 14:05:16
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 0 117470078, ACTIVE 117 sec, process no 1468, OS 
thread id 1197328736 inserting
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 5 lock struct(s), heap size 1216
MySQL thread id 7521657, query id 673468054 localhost root update
insert into country (country_id,country) values(110,'Test')
………

*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 0 117470079, ACTIVE 39 sec, process no 1468, OS 
thread id 1164048736 starting index read, thread declared inside InnoDB 500
mysql tables in use 1, locked 1
4 lock struct(s), heap size 1216, undo log entries 1
MySQL thread id 7521664, query id 673468058 localhost root statistics
select first_name,last_name from actor where actor_id = 1 for update
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
………

*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
………

*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)
……