数据库遇到了死锁,你该如何排查?

背景

前段时间做了很多慢SQL的优化工作,这周刚好又被反馈服务出现了死锁导致了业务报错。看了一下云数据库的告警日志,发现出现了比较多的事务未提交死锁等待行锁的严重警告。都是一些棘手的运维工作,涉及到业务流程的梳理、SQL的优化等工作。

今天趁这个机会,我们一起看下如何去分析这些问题,主要看下等待行锁、死锁。

数据库有哪几种锁?

每次说数据库锁,感觉一大堆。其实如果按照一定的纬度去整理下,还是比较清晰的。如图:

MySQL锁

力度划分:表锁、页锁、行锁

算法划分:Record LockGap LockNext-key Lock

实现机制:乐观锁、悲观锁

兼容性:排它锁、共享锁、意向锁

每次说锁,其实也要跟它的隔离级别挂钩才行,其实都是为了去实现某一个功能才产生的。所以不可以一概而论,总之记住几个大的背景:

  • 不同的隔离级别才会有不同的锁,比如RR才会出现Gap Lock,因为要避免幻读的问题,所有要把它相邻的数据也要锁住。
  • 锁是作用在索引上的,包含:聚簇索引、非聚簇索引

如何看日志?

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SET GLOBAL innodb_status_output=ON; -- 开启输出
SET GLOBAL innodb_status_output_locks=ON; -- 开启锁信息输出

SHOW ENGINE INNODB STATUS\G

通过SHOW ENGINE INNODB STATUS可以看到锁的一些信息

先确定一下自己数据库的隔离级别信息,我现在数据库的版本是8.0.26

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如果是比较老的数据库
select @@tx_isolation;
select @@global.tx_isolation;

ERROR 1193 (HY000): Unknown system variable 'tx_isolation' 如果报错,说明你的数据库比较新,需要采用新的查询语句。

mysql> SELECT VERSION();
+-----------+
| VERSION() |
+-----------+
| 8.0.26 |
+-----------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ |
+-------------------------+

select @@session.transaction_isolation;

查看锁的情况

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# 老版本
select * from information_schema.innodb_locks;

# 高版本
SELECT ENGINE_LOCK_ID, THREAD_ID, OBJECT_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_MODE, LOCK_DATA
FROM performance_schema.data_locks;

等待行锁

这个问题也会比较常见,如果出现一个事务获取了锁,如果它不释放或者提交的话,那么后面的人就一直获取不到锁。如果获取锁的时间过长的话,后面的流程就会一直卡住。

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-- 建表
CREATE TABLE `id_test_rr` (
`pk` int NOT NULL,
`id` int DEFAULT NULL,
`name` varchar(32) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`pk`),
KEY `idx_id` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

-- 准备数据
INSERT INTO id_test_rr values(1, 1, 'a');
INSERT INTO id_test_rr values(2, 3, 'b');
INSERT INTO id_test_rr values(3, 5, 'c');
INSERT INTO id_test_rr values(4, 7, 'c');
INSERT INTO id_test_rr values(5, 5, 'b');

事务1:

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mysql> BEGIN;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> DELETE FROM id_test_rr WHERE id = 5;
Query OK, 2 rows affected (0.01 sec)

这个时候不要提交事务,看一下现在加锁的情况。

image-20211204213254443

  • 5,3 加了一把X锁
  • 5,5加了一把X锁
  • 3 主键加了一个X锁
  • 5主键加了一个X锁
  • 7,4加了GAP Lock,X,这里因为是RR,为防止幻读需要加GAP来保证。

事务2:

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mysql> update id_test_rr set name = 'x' where id = 5;

ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

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当事务1提交的时候,事务2马上就获取到了锁。

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如何设置超时时间:

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show variables like 'innodb_lock_wait_timeout';
+--------------------------+-------+
|Variable_name | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_lock_wait_timeout| 50 |
+--------------------------+-------+

死锁

死锁产生的条件

(1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
(2)请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
(3)不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
(4)循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

其实,产生死锁的条件无非就是这4个条件,其实大学里学习操作系统的时候就有学习到过。解决死锁,也只需要让它们只要有一个条件不满足就可以了。

死锁的过程分析

建表语句

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CREATE TABLE t (i INT) ENGINE = InnoDB;
INSERT INTO t (i) VALUES(1);

事务1:

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mysql> BEGIN;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> SELECT * FROM t WHERE i = 1 LOCK IN SHARE MODE;
+------+
| i |
+------+
| 1 |
+------+
1 row in set (0.00 sec)

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事务2:

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mysql> BEGIN;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

DELETE FROM t WHERE i = 1;

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然后事务1继续进行删除操作

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mysql> DELETE FROM t WHERE i = 1;

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事务2报错了:Deadlock found when trying to get lock;

死锁产生了!因为事务1需要锁X来删除行,而事务2拿着锁X并正在等待事务1释放锁S。看看2个事务的状态:

  • 事务1: 拿着锁S,等待着事务2释放锁X
  • 事务2: 拿着锁X,等待着事务1释放锁S

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