揭秘MySQL死锁问题：如何分析并彻底解决，案例详解+实战策略

# 1. MySQL死锁概述**

死锁是一种并发系统中常见的现象，当多个线程或进程同时争用有限的资源时，就会发生死锁。在MySQL中，死锁通常发生在多个事务同时更新或访问相同的数据时。

死锁会导致系统性能下降，甚至完全停滞。因此，了解MySQL死锁的成因、检测和恢复机制至关重要。本章将概述MySQL死锁的概念，为后续深入分析奠定基础。

# 2. MySQL死锁的理论基础

### 2.1 死锁的定义和成因

**死锁定义：**

死锁是一种并发控制问题，其中两个或多个进程无限期地等待彼此释放资源，从而导致系统无法继续执行。

**死锁成因：**

死锁通常是由以下四个必要条件同时满足时发生的：

- **互斥：** 进程对资源的独占访问，一旦一个进程获取资源，其他进程无法访问。
- **占有并等待：** 进程在持有资源的同时等待另一个进程释放资源。
- **不可剥夺：** 一旦进程获取资源，无法强制其释放资源。
- **循环等待：** 进程形成一个环形等待链，每个进程都等待下一个进程释放资源。

### 2.2 死锁检测与恢复机制

**死锁检测：**

当满足死锁的四个必要条件时，系统会进入死锁状态。为了检测死锁，系统使用以下方法：

- **等待图法：** 构建一个有向图，其中节点表示进程，边表示进程等待的资源。如果图中存在环，则表明发生了死锁。
- **资源分配图法：** 构建一个矩阵，其中行表示进程，列表示资源。矩阵中每个元素表示进程对资源的分配情况。如果矩阵中存在循环，则表明发生了死锁。

**死锁恢复：**

一旦检测到死锁，系统必须采取措施恢复系统：

- **回滚：** 撤销一个或多个进程的执行，释放它们持有的资源。
- **抢占：** 强制一个进程释放资源，以便其他进程可以继续执行。
- **超时：** 设置一个超时时间，如果进程在超时时间内无法释放资源，则系统会回滚或抢占该进程。

# 3. MySQL死锁的实践分析

### 3.1 MySQL死锁的常见类型

MySQL死锁的常见类型包括：

- **资源竞争死锁：**当两个或多个事务同时尝试获取同一资源（如表行或索引）的独占锁时，就会发生资源竞争死锁。
- **间接死锁：**当一个事务持有对资源A的锁，而另一个事务持有对资源B的锁，并且资源A和B相互依赖时，就会发生间接死锁。
- **循环死锁：**当两个或多个事务形成一个循环，其中每个事务都持有对下一个事务所需资源的锁时，就会发生循环死锁。

### 3.2 死锁日志分析与诊断

MySQL提供了一个名为`innodb_lock_waits`的系统表，用于记录死锁信息。该表包含以下列：

| 列名 | 描述 |
|---|---|
| `requesting_trx_id` | 请求锁的事务ID |
| `requested_lock_id` | 请求的锁ID |
| `blocking_trx_id` | 阻塞请求的事务ID |
| `blocking_lock_id` | 阻塞请求的锁ID |
| `wait_started` | 等待开始时间 |
| `wait_age` | 等待时长 |
| `wait_event` | 等待事件 |

要分析死锁日志，可以使用以下查询：

SELECT * FROM information_schema.innodb_lock_waits WHERE wait_event = 'lock wait';

查询结果将显示死锁涉及的事务、锁信息和等待时间。

**示例：**

+-----------------+-------------------+-----------------+--------------------+---------------------+-----------------+-----------------+
| requesting_trx_id | requested_lock_id | blocking_trx_id | blocking_lock_id | wait_started       | wait_age         | wait_event       |
+-----------------+-------------------+-----------------+--------------------+---------------------+-----------------+-----------------+
| 100              | 1000000000000001 | 200              | 2000000000000001 | 2023-03-08 15:30:00 | 00:00:00.000000 | lock wait        |
| 200              | 2000000000000001 | 100              | 1000000000000001 | 2023-03-08 15:30:00 | 00:00:00.000000 | lock wait        |
+-----------------+-------------------+-----------------+--------------------+---------------------+-----------------+-----------------+

从查询结果中，我们可以看到事务100和事务200形成了一个循环死锁，其中事务100持有对资源A的锁，而事务200持有对资源B的锁，并且资源A和B相互依赖。

# 4. MySQL死锁的解决方案

### 4.1 死锁预防策略

**1. 顺序资源分配**

顺序资源分配是指按照固定的顺序分配资源，避免资源竞争。例如，在数据库中，可以按照表名或主键的顺序分配锁，这样可以保证不会出现死锁。

-- 顺序分配锁
SELECT * FROM table1 WHERE id > 10000;
SELECT * FROM table2 WHERE id > 10000;

**2. 超时机制**

超时机制是指设置一个时间限制，如果在该时间内没有释放资源，则自动回滚事务。这样可以防止死锁的发生。

-- 设置超时时间
SET innodb_lock_wait_timeout = 10;

### 4.2 死锁检测与恢复策略

**1. 死锁检测**

死锁检测是指系统定期检查是否存在死锁。如果检测到死锁，则系统会选择一个事务回滚，释放资源。

-- 死锁检测
SHOW INNODB STATUS;

**2. 死锁恢复**

死锁恢复是指在检测到死锁后，系统自动回滚一个事务，释放资源。

-- 死锁恢复
SET innodb_deadlock_detect = ON;

**3. 死锁重试**

死锁重试是指在死锁恢复后，系统自动重试失败的事务。

-- 死锁重试
SET innodb_deadlock_retry = ON;

**4. 死锁报警**

死锁报警是指在检测到死锁时，系统发出报警，提醒管理员处理。

-- 死锁报警
SET innodb_deadlock_print = ON;

# 5.1 死锁案例分析

**案例场景：**

在一次银行转账业务中，涉及到两个账户 A 和 B，执行以下操作：

1. 账户 A 扣除 100 元，准备转账给账户 B。
2. 账户 B 扣除 50 元，准备转账给账户 A。

**死锁分析：**

该场景中，账户 A 和账户 B 同时持有对方的锁，并等待对方释放锁，形成了死锁。

graph LR
subgraph A
    A[账户 A]
    A_lock[账户 A 锁]
end
subgraph B
    B[账户 B]
    B_lock[账户 B 锁]
end
A --> A_lock
A_lock --> B
B --> B_lock
B_lock --> A

**死锁日志分析：**

在 MySQL 死锁日志中，可以看到如下信息：

2023-03-08 10:00:00 tid=1000
TRANSACTION 1000, process no 1000, OS thread id 1406774528
MySQL thread id 1396778496, query id 1234567890
*** (1) TRANSACTION 1000, ACTIVE 10 sec, process no 1000, OS thread id 1406774528
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK TABLES `account_a` WRITE, `account_b` WRITE
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 56 page no 45678 index `PRIMARY` of table `account_a` trx id 1000 lock_mode X locks rec but not gap
*** (2) TRANSACTION 1001, ACTIVE 10 sec, process no 1001, OS thread id 1406774529
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK TABLES `account_b` WRITE, `account_a` WRITE
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 56 page no 45679 index `PRIMARY` of table `account_b` trx id 1001 lock_mode X locks rec but not gap

从日志中可以看出：

* 事务 1000 持有账户 A 的写锁，等待账户 B 的写锁。
* 事务 1001 持有账户 B 的写锁，等待账户 A 的写锁。

**死锁解决方案：**

为了解决死锁，可以采用以下方法：

* **死锁预防：**通过修改业务逻辑，避免同时持有两个表的写锁。
* **死锁检测与恢复：**定期扫描死锁，并根据死锁检测算法，选择一个事务回滚，释放锁资源。