从新手到高手：彻底掌握MySQL表死锁

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从新手到高手：彻底掌握MySQL表死锁

• • 前言
  • 什么是死锁
  • mysql死锁的原因
  • • [1. 互斥资源的竞争](#1. 互斥资源的竞争)
    • [2. 事务执行时间过长](#2. 事务执行时间过长)
    • [3. 不一致的锁定顺序](#3. 不一致的锁定顺序)
    • [4. 缺乏索引](#4. 缺乏索引)
    • [5. 行锁升级](#5. 行锁升级)
    • [6. 锁范围问题](#6. 锁范围问题)
    • [7. 外键约束](#7. 外键约束)
    • [8. 不适当的事务隔离级别](#8. 不适当的事务隔离级别)
  • 如何检测死锁
  • • [1. 自动死锁检测](#1. 自动死锁检测)
    • [2. 使用InnoDB监控命令](#2. 使用InnoDB监控命令)
    • • 查看InnoDB状态
      • 示例输出
    • [3. 通过错误日志](#3. 通过错误日志)
    • [4. 使用第三方监控工具](#4. 使用第三方监控工具)
    • [5. 手动分析应用程序日志](#5. 手动分析应用程序日志)
  • [SHOW ENGINE INNODB STATUS详解](#SHOW ENGINE INNODB STATUS详解)
  • • [1. BACKGROUND THREAD](#1. BACKGROUND THREAD)
    • [2. SEMAPHORES](#2. SEMAPHORES)
    • [3. LATEST FOREIGN KEY ERROR](#3. LATEST FOREIGN KEY ERROR)
    • [4. LATEST DETECTED DEADLOCK](#4. LATEST DETECTED DEADLOCK)
    • [5. TRANSACTIONS](#5. TRANSACTIONS)
    • [6. FILE I/O](#6. FILE I/O)
    • [7. INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX](#7. INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX)
    • [8. LOG](#8. LOG)
    • 其他部分
  • 死锁的预防方法
  • 解决数据库死锁的方法
  • 超过innodb_lock_wait_timeout还一直被锁
  • • [1. 手动锁定表](#1. 手动锁定表)
    • [2. 非InnoDB存储引擎](#2. 非InnoDB存储引擎)
    • [3. 全局锁定](#3. 全局锁定)
    • [4. 长时间运行的事务](#4. 长时间运行的事务)
    • [5. 死锁检测功能被禁用](#5. 死锁检测功能被禁用)
    • [6. 复杂依赖关系导致的锁定](#6. 复杂依赖关系导致的锁定)
  • 当出现长时间运行的事务导致的所情况
  • • [1. 检查和识别长时间运行的事务](#1. 检查和识别长时间运行的事务)
    • [2. 终止长时间运行的事务](#2. 终止长时间运行的事务)
    • [3. 优化事务设计](#3. 优化事务设计)
    • [4. 合理设置锁等待超时时间](#4. 合理设置锁等待超时时间)
    • [5. 实施监控和报警机制](#5. 实施监控和报警机制)
    • [6. 分析和优化查询](#6. 分析和优化查询)
    • [7. 使用合适的隔离级别](#7. 使用合适的隔离级别)
    • 示例：终止长时间运行的事务

前言

在我们日常使用MySQL数据库的过程中，死锁问题可能会悄然而至，令人措手不及。就像两辆车在狭窄的巷子里互不相让，谁也过不去。本文将带你一探MySQL死锁的"巷子"，让你成为"交通指挥官"，从容应对数据库中的死锁问题。

什么是死锁

在MySQL中，死锁是指两个或多个事务在并发执行时，因争夺相同的资源而互相等待，从而导致这些事务都无法继续执行的情况。MySQL中的死锁通常发生在使用InnoDB存储引擎的情况下，因为InnoDB支持行级锁，而行级锁的使用会导致更复杂的锁定关系。

死锁示例

考虑以下简单的例子：

​ 1. 事务A开始并锁定了表T中的某一行。

​ 2. 事务B开始并锁定了表T中的另一行。

​ 3. 事务A尝试锁定事务B已经锁定的行，但被阻塞。

​ 4. 事务B尝试锁定事务A已经锁定的行，但也被阻塞。

这时，事务A和事务B都在等待对方释放锁，导致死锁。

mysql死锁的原因

在MySQL中，死锁通常发生在并发访问数据库时。具体来说，MySQL死锁的原因可以归结为以下几种情况：

1. 互斥资源的竞争

MySQL使用行级锁，这意味着在一个事务中，某些行可能会被锁定，使得其他事务无法访问这些行。如果多个事务竞争相同的资源并且请求锁的顺序不同，就可能导致死锁。例如：

• 事务A锁定行1，尝试锁定行2。
• 事务B锁定行2，尝试锁定行1。

2. 事务执行时间过长

长时间运行的事务会持有锁更长时间，从而增加死锁的可能性。尤其是在高并发环境中，长时间持有锁的事务更容易与其他事务发生冲突。

3. 不一致的锁定顺序

如果不同事务以不同的顺序请求相同的资源，就可能导致循环等待。例如，事务A先锁定资源R1，再锁定资源R2；而事务B先锁定资源R2，再锁定资源R1，这就可能导致死锁。

4. 缺乏索引

缺乏适当的索引会导致表扫描，增加锁定的行数，从而增加发生死锁的概率。例如，在一个没有索引的表上执行更新操作时，MySQL可能会锁定整个表或大量行。

5. 行锁升级

InnoDB存储引擎在某些情况下会将行锁升级为表锁。如果一个事务持有大量的行锁，并且其他事务尝试锁定同一张表中的其他行，这可能会导致死锁。

6. 锁范围问题

当一个查询涉及范围条件（如BETWEEN、LIKE等）时，MySQL可能会锁定比预期更多的行，从而增加死锁的可能性。例如：

• UPDATE users SET age = age + 1 WHERE age BETWEEN 20 AND 30;
  这个查询可能会锁定所有age在20到30之间的行，如果其他事务也尝试访问这些行，可能会导致死锁。

7. 外键约束

带有外键约束的表在插入、更新或删除时，如果多个事务涉及相同的父子表，可能会导致死锁。例如，一个事务在父表中插入数据，另一个事务在子表中插入与父表相关的数据，这种情况下可能会发生死锁。

8. 不适当的事务隔离级别

高隔离级别（如Serializable）会增加锁的争用，从而增加死锁的可能性。选择适当的隔离级别可以减少锁冲突。

如何检测死锁

检测死锁是数据库管理中一个重要的任务。对于MySQL，尤其是使用InnoDB存储引擎时，提供了多种检测死锁的方法。以下是一些常用的方法：

1. 自动死锁检测

InnoDB存储引擎具有自动死锁检测机制。如果检测到死锁，它会自动选择一个事务进行回滚，以解除死锁。这个过程是自动进行的，开发者不需要额外干预。但是，了解系统如何检测死锁以及如何响应死锁事件非常重要。

2. 使用InnoDB监控命令

MySQL提供了一些命令可以用来检查死锁信息和调试：

查看InnoDB状态

可以通过以下命令查看InnoDB的状态，其中包含死锁相关的信息：

SHOW ENGINE INNODB STATUS;

该命令输出的结果中包含了最近一次检测到的死锁信息，包括死锁发生时的SQL语句、涉及的事务、锁等待信息等。

示例输出

------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2023-06-27 12:34:56 0x7f8c3b0e7700
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 123456, ACTIVE 5 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 5 lock struct(s), heap size 1136, 1 row lock(s)
MySQL thread id 123, OS thread handle 140246293882624, query id 456 localhost root updating
UPDATE t1 SET c1 = c1 + 1 WHERE id = 1
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 1 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`t1` trx id 123456 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 123457, ACTIVE 3 sec updating or deleting
mysql tables in use 1, locked 1
5 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 124, OS thread handle 140246293882625, query id 457 localhost root updating
UPDATE t1 SET c1 = c1 + 1 WHERE id = 2
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 1 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`t1` trx id 123457 lock_mode X locks rec but not gap
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 1 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`t1` trx id 123457 lock_mode X locks rec but not gap waiting

3. 通过错误日志

当InnoDB检测到死锁并回滚一个事务时，会在MySQL错误日志中记录相关信息。你可以检查错误日志来了解死锁事件：

tail -f /var/log/mysql/error.log

4. 使用第三方监控工具

有许多第三方监控工具可以帮助你检测和分析MySQL中的死锁，例如：

• Percona Toolkit ：提供了一些工具，如pt-deadlock-logger，可以持续监控和记录死锁信息。
• MySQL Enterprise Monitor：MySQL官方的企业级监控工具，可以提供死锁检测和告警功能。

5. 手动分析应用程序日志

在一些情况下，尤其是开发和测试环境中，可以通过手动分析应用程序日志来检测死锁。记录每个事务的开始、结束和异常信息，包括死锁异常，能够帮助你识别死锁模式。

SHOW ENGINE INNODB STATUS详解

SHOW ENGINE INNODB STATUS 是一个命令，用于提供有关 InnoDB 存储引擎的当前状态和活动的信息。以下是该命令输出的主要部分的详细解释：

1. BACKGROUND THREAD

这个部分显示了 InnoDB 后台线程的活动：

• srv_master_thread loops: 主线程的循环次数，包括活动、空闲和关闭的循环次数。
• srv_master_thread log flush and writes: 主线程进行日志刷新和写入的次数。

2. SEMAPHORES

这个部分显示了有关 InnoDB 内部信号量的统计信息：

• OS WAIT ARRAY INFO: reservation count: 操作系统等待的次数。
• OS WAIT ARRAY INFO: signal count: 操作系统信号的次数。
• RW-shared spins, RW-excl spins, RW-sx spins: 读写锁自旋的次数。
• Spin rounds per wait: 每次等待的自旋轮数。

3. LATEST FOREIGN KEY ERROR

这个部分显示了最新的外键错误：

• 发生外键错误的时间。
• 导致外键错误的事务及其详细信息。
• 错误涉及的父表和子表的记录。

4. LATEST DETECTED DEADLOCK

这个部分显示了最新检测到的死锁：

• 死锁检测到的时间。
• 参与死锁的事务及其详细信息。
• 每个事务持有的锁和等待的锁。
• 被回滚的事务。

5. TRANSACTIONS

这个部分显示了当前活动的事务：

• Trx id counter: 当前事务 ID 计数器。
• Purge done for trx's n:o: 已完成的清除事务 ID。
• 每个会话的事务列表，包括每个事务持有的锁、堆大小等。

6. FILE I/O

这个部分显示了文件 I/O 的详细信息：

• 每个 I/O 线程的状态。
• 挂起的普通 aio 读取和写入的数量。
• 文件系统同步的数量。
• 每秒读取、写入和 fsync 的次数。

7. INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX

这个部分显示了插入缓冲区和自适应哈希索引的详细信息：

• Ibuf: 插入缓冲区的大小和合并操作的数量。
• merged operations: 已合并的插入和删除标记操作的数量。
• discarded operations: 被丢弃的插入和删除标记操作的数量。
• Hash table size: 哈希表的大小和缓冲区数量。
• 每秒的哈希搜索和非哈希搜索次数。

8. LOG

这个部分显示了日志的详细信息：

• Log sequence number: 日志序列号。
• Log flushed up to: 已刷新日志的序列号。
• Pages flushed up to: 已刷新页面的序列号。
• Last checkpoint at: 最后一个检查点的位置。
• 挂起的日志刷新和检查点写入的数量。
• 日志 I/O 的总次数和每秒的 I/O 次数。

其他部分

还有一些其他部分提供了有关缓冲池、事务日志、行操作和表锁的信息，这些部分通常用于深入分析数据库的性能问题和调优。

通过以上各个部分的信息，数据库管理员可以了解 InnoDB 存储引擎的当前状态、检测到的问题（如死锁和外键错误），并根据这些信息进行数据库的优化和故障排除。

死锁的预防方法

预防数据库死锁的方法主要包括以下几个方面：

1. 规范化锁顺序：

   • 确保事务在获取多个锁时遵循一致的顺序。这样可以避免多个事务在相反的顺序上获取相同的锁，从而减少死锁的可能性。

2. 最小化锁持有时间：

   • 在事务中尽量减少锁的持有时间，避免长时间的锁定操作。可以将长时间的计算和处理放在事务之外进行，然后再进行短时间的事务操作。

3. 使用较小的锁粒度：

   • 尽量使用较小的锁粒度（例如，行级锁而不是表级锁）。虽然这可能会增加管理的复杂性，但可以减少锁冲突的机会。

4. 合理设置锁超时：

   • 设置合理的锁超时值，确保事务在等待锁的时间超过一定限度后自动放弃，从而避免长时间的死锁状态。

5. 使用合适的隔离级别：

   • 根据业务需求选择合适的事务隔离级别。较高的隔离级别（如串行化）可以减少并发操作的干扰，但也可能增加死锁的机会。较低的隔离级别（如读已提交）可以减少死锁，但可能会带来脏读等问题。

6. 避免大批量更新：

   • 将大批量更新操作分解为较小的批次进行处理，以减少锁冲突的可能性。

7. 监控和调优：

   • 定期监控数据库的死锁情况，分析死锁日志，找出死锁频繁发生的原因，并进行相应的调优。

通过以上方法，可以有效减少数据库中死锁的发生，从而提高系统的并发处理能力和稳定性。

解决数据库死锁的方法

解决数据库死锁的方法主要有以下几种：

1. 检测并终止死锁：

   • 数据库管理系统（DBMS）可以定期检测系统中的死锁情况。当检测到死锁时，可以选择强制终止一个或多个事务，使其回滚，释放资源，从而打破死锁。

2. 事务回退：

   • 如果系统检测到死锁，可以选择回退某些事务，使其重新开始。通常选择回退资源消耗较少的事务，以减少对系统性能的影响。

3. 手动干预：

   • 数据库管理员可以通过手动查看死锁日志和事务信息，手动终止相关的事务来解决死锁问题。手动干预适用于死锁问题较少且能够快速定位死锁原因的情况。

4. 设置事务超时：

   • 为每个事务设置一个超时时间，当事务等待超过该时间后自动终止并回滚。这样可以防止长时间的死锁，但需要权衡超时时间的合理设置。

5. 调整锁策略：

   • 根据死锁发生的情况，调整数据库的锁策略。例如，减少锁的粒度、优化锁的顺序、减少长时间持有锁的操作等。

6. 使用适当的事务隔离级别：

   • 根据业务需求，选择适当的事务隔离级别。虽然高隔离级别可以避免并发问题，但也可能增加死锁的风险。合理选择隔离级别可以在性能和一致性之间取得平衡。

7. 优化SQL语句和索引：

   • 优化查询和更新的SQL语句，确保高效执行。创建适当的索引，减少全表扫描，降低锁争用的概率。

8. 分区和分片：

   • 将大型表进行分区或分片处理，将数据分散到不同的物理文件或服务器上，减少锁冲突的机会。

通过以上方法，可以有效解决数据库中发生的死锁问题，确保系统的稳定性和高效性。

超过innodb_lock_wait_timeout还一直被锁

在MySQL中，正常情况下，InnoDB会在检测到死锁后自动回滚其中一个事务，以解除死锁。然而，有些情况下表可能会一直被锁，即使超过了innodb_lock_wait_timeout参数设置的时间。这种情况的发生通常是由于以下原因：

1. 手动锁定表

使用LOCK TABLES语句手动锁定表时，如果忘记释放锁，则表会一直保持锁定状态。即使超过innodb_lock_wait_timeout时间，这种锁定也不会自动解除。

-- 锁定表
LOCK TABLES table1 WRITE;

-- 忘记解锁表
-- UNLOCK TABLES;

2. 非InnoDB存储引擎

某些存储引擎（如MyISAM）不支持事务和自动死锁检测。对于这些存储引擎，如果表被锁定，则需要手动解除锁定，否则表会一直保持锁定状态。

3. 全局锁定

使用FLUSH TABLES WITH READ LOCK或SET GLOBAL read_only = 1命令进行全局锁定时，所有表都会被锁定，直到手动解除锁定。

-- 全局读锁定
FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

-- 解除全局读锁定
UNLOCK TABLES;

4. 长时间运行的事务

如果有一个长时间运行的事务持有锁，其他事务在尝试访问相同资源时会一直等待，直到长时间运行的事务完成或达到锁等待超时。即使锁等待超时，持有锁的事务仍会继续运行，并保持锁定状态。

5. 死锁检测功能被禁用

如果InnoDB的死锁检测功能被禁用，系统将无法自动检测和回滚死锁事务，导致锁定一直存在。

-- 启用死锁检测
SET GLOBAL innodb_deadlock_detect = ON;

6. 复杂依赖关系导致的锁定

某些复杂的事务依赖关系可能导致锁定未被及时检测和处理，尤其是在高负载情况下，死锁检测可能会有延迟，导致锁定状态持续。

当出现长时间运行的事务导致的所情况

当出现第四种情况，即由于长时间运行的事务导致其他事务一直等待时，可以采取以下措施来解决问题：

1. 检查和识别长时间运行的事务

首先，检查当前正在运行的事务，识别出长时间运行的事务。

-- 查看正在运行的事务
SHOW PROCESSLIST;

-- 查看锁定信息
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

通过上述命令，可以获取当前正在运行的所有事务和锁定信息，包括事务的执行时间、持有的锁等。

2. 终止长时间运行的事务

在确认长时间运行的事务不会影响数据一致性和业务逻辑的前提下，可以手动终止该事务以释放锁。

-- 获取长时间运行的事务的ID（在SHOW PROCESSLIST输出中）
KILL <process_id>;

3. 优化事务设计

为了防止将来再次出现长时间运行的事务，可以对事务设计进行优化：

• 减少事务的复杂性：尽量避免在一个事务中执行过多的操作，将复杂的事务拆分为多个简单的事务。
• 缩短事务的执行时间：避免在事务中进行耗时操作，如复杂的计算、长时间的等待等。
• 按顺序请求锁：确保所有事务按相同的顺序请求锁，以减少发生死锁的可能性。

4. 合理设置锁等待超时时间

根据实际业务需求，合理设置锁等待超时时间（innodb_lock_wait_timeout），避免事务长时间等待。

-- 查看当前锁等待超时时间（默认50秒）
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_lock_wait_timeout';

-- 设置锁等待超时时间为合理的值（例如10秒）
SET GLOBAL innodb_lock_wait_timeout = 10;

5. 实施监控和报警机制

实施监控和报警机制，实时监控数据库的运行状况，包括事务的执行时间、锁等待情况等。一旦检测到长时间运行的事务或锁等待超时，可以及时采取措施。

6. 分析和优化查询

对于导致长时间运行的事务，可以分析和优化其包含的查询，确保查询的高效性。

-- 查看慢查询日志
SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log';

7. 使用合适的隔离级别

根据业务需求选择合适的事务隔离级别，降低锁争用的概率。例如，可以考虑使用读已提交（READ COMMITTED）或可重复读（REPEATABLE READ）隔离级别。

-- 设置会话级别隔离级别为读已提交
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

示例：终止长时间运行的事务

假设你通过SHOW PROCESSLIST命令找到了一个执行时间超过50秒的事务，其Id为1234。你可以通过以下命令终止该事务：

KILL 1234;

通过这些措施，可以有效地管理和优化长时间运行的事务，避免事务长时间等待和表锁定问题，确保数据库的高效运行。