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一次Mysql死鎖排查過程的全紀錄

前言

之前接觸到的數據庫死鎖，都是批量更新時加鎖順序不一致而導致的死鎖，但是上周卻遇到了一個很難理解的死鎖。借著這個機會又重新學習了一下mysql的死鎖知識以及常見的死鎖場景。在多方調研以及和同事們的討論下終于發(fā)現(xiàn)了這個死鎖問題的成因，收獲頗多。雖然是后端程序員，我們不需要像DBA一樣深入地去分析與鎖相關的源碼，但是如果我們能夠掌握基本的死鎖排查方法，對我們的日常開發(fā)還是大有裨益的。

PS：本文不會介紹死鎖的基本知識，mysql的加鎖原理可以參考本文的參考資料提供的鏈接。

死鎖起因

先介紹一下數據庫和表情況，因為涉及到公司內部真是的數據，所以以下都做了模擬，不會影響具體的分析。

我們采用的是5.5版本的mysql數據庫，事務隔離級別是默認的RR（Repeatable-Read），采用innodb引擎。假設存在test表：

CREATE TABLE `test` (
 `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `a` int(11) unsigned DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 UNIQUE KEY `a` (`a`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=100 DEFAULT CHARSET=utf8;

表的結構很簡單，一個主鍵id，另一個唯一索引a。表里的數據如下：

mysql> select * from test;
+----+------+
| id | a |
+----+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 4 | 4 |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

出現(xiàn)死鎖的操作如下：

步驟	事務1	事務2
1		begin
2		delete from test where a = 2;
3	begin
4	delete from test where a = 2; （事務1卡?。?/td>
5	提示出現(xiàn)死鎖：ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction	insert into test (id, a) values (10, 2);

然后我們可以通過SHOW ENGINE INNODB STATUS;來查看死鎖日志：

------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
170219 13:31:31
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 2A8BD, ACTIVE 11 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 376, 1 row lock(s)
MySQL thread id 448218, OS thread handle 0x2abe5fb5d700, query id 18923238 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root updating
delete from test where a = 2
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BD lock_mode X waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 2A8BC, ACTIVE 18 sec inserting
mysql tables in use 1, locked 1
4 lock struct(s), heap size 1248, 3 row lock(s), undo log entries 2
MySQL thread id 448217, OS thread handle 0x2abe5fd65700, query id 18923239 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root update
insert into test (id,a) values (10,2)
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock mode S waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)

分析

閱讀死鎖日志

遇到死鎖，第一步就是閱讀死鎖日志。死鎖日志通常分為兩部分，上半部分說明了事務1在等待什么鎖：

170219 13:31:31
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 2A8BD, ACTIVE 11 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 376, 1 row lock(s)
MySQL thread id 448218, OS thread handle 0x2abe5fb5d700, query id 18923238 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root updating
delete from test where a = 2
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BD lock_mode X waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;

從日志里我們可以看到事務1當前正在執(zhí)行delete from test where a = 2，該條語句正在申請索引a的X鎖，所以提示lock_mode X waiting。

然后日志的下半部分說明了事務2當前持有的鎖以及等待的鎖：

*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 2A8BC, ACTIVE 18 sec inserting
mysql tables in use 1, locked 1
4 lock struct(s), heap size 1248, 3 row lock(s), undo log entries 2
MySQL thread id 448217, OS thread handle 0x2abe5fd65700, query id 18923239 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root update
insert into test (id,a) values (10,2)
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock mode S waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32
 0: len 4; hex 00000002; asc ;;
 1: len 4; hex 00000002; asc ;;

從日志的HOLDS THE LOCKS(S)塊中我們可以看到事務2持有索引a的X鎖，并且是記錄鎖（Record Lock）。該鎖是通過事務2在步驟2執(zhí)行的delete語句申請的。由于是RR隔離模式下的基于唯一索引的等值查詢（Where a = 2），所以會申請一個記錄鎖，而非next-key鎖。

從日志的WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED塊中我們可以看到事務2正在申請S鎖，也就是共享鎖。該鎖是insert into test (id,a) values (10,2)語句申請的。insert語句在普通情況下是會申請排他鎖，也就是X鎖，但是這里出現(xiàn)了S鎖。這是因為a字段是一個唯一索引，所以insert語句會在插入前進行一次duplicate key的檢查，為了使這次檢查成功，需要申請S鎖防止其他事務對a字段進行修改。

那么為什么該S鎖會失敗呢？這是對同一個字段的鎖的申請是需要排隊的。S鎖前面還有一個未申請成功的X鎖，所以S鎖必須等待，所以形成了循環(huán)等待，死鎖出現(xiàn)了。

通過閱讀死鎖日志，我們可以清楚地知道兩個事務形成了怎樣的循環(huán)等待，再加以分析，就可以逆向推斷出循環(huán)等待的成因，也就是死鎖形成的原因。

死鎖形成流程圖

為了讓大家更好地理解死鎖形成的原因，我們再通過表格的形式闡述死鎖形成的流程：

步驟	事務1	事務2
1		begin
2		delete from test where a = 2; 執(zhí)行成功，事務2占有a=2下的X鎖，類型為記錄鎖。
3	begin
4	delete from test where a = 2; 事務1希望申請a=2下的X鎖，但是由于事務2已經申請了一把X鎖，兩把X鎖互斥，所以X鎖申請進入鎖請求隊列。
5	出現(xiàn)死鎖，事務1權重較小，所以被選擇回滾（成為犧牲品）。	insert into test (id, a) values (10, 2); 由于a字段建立了唯一索引，所以需要申請S鎖以便檢查duplicate key，由于插入的a的值還是2，所以排在X鎖后面。但是前面的X鎖的申請只有在事務2commit或者rollback之后才能成功，此時形成了循環(huán)等待，死鎖產生。

拓展

在排查死鎖的過程中，有個同事還發(fā)現(xiàn)了上述場景會產生另一種死鎖，該場景無法通過手工復現(xiàn)，只有高并發(fā)場景下才有可能復現(xiàn)。

該死鎖對應的日志這里就不貼出了，與上一個死鎖的核心差別是事務2等待的鎖從S鎖換成了X鎖，也就是lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting。

我們還是通過表格來詳細說明該死鎖產生的流程：

步驟	事務1	事務2
1		begin
2		delete from test where a = 2; 執(zhí)行成功，事務2占有a=2下的X鎖，類型為記錄鎖。
3	begin
4		【insert第1階段】insert into test (id, a) values (10, 2); 事務2申請S鎖進行duplicate key進行檢查。檢查成功。
5	delete from test where a = 2; 事務1希望申請a=2下的X鎖，但是由于事務2已經申請了一把X鎖，兩把X鎖互斥，所以X鎖申請進入鎖請求隊列。
6	出現(xiàn)死鎖，事務1權重較小，所以被選擇回滾（成為犧牲品）。	【insert第2階段】insert into test (id, a) values (10, 2); 事務2開始插入數據，S鎖升級為X鎖，類型為insert intention。同理，X鎖進入隊列排隊，形成循環(huán)等待，死鎖產生。