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MySQL锁等待和死锁

使用数据库时，有时会出现死锁。对于实际应用来说，就是出现系统卡顿。

死锁是指两个或两个以上的事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。就是所谓的锁资源请求产生了回路现象，即死循环，此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。常见的报错信息为“Deadlock found when trying to get lock...”。
死锁展示
死锁展示

上图中，很明显是右侧的四辆汽车造成了死锁。

死锁发生以后，只有部分或完全回滚其中一个事务，才能打破死锁。多数情况下只需要重新执行因死锁回滚的事务即可。下面我们通过一个实例来了解死锁是如何产生的。

例 1

为了方便读者阅读，操作之前我们先查询 tb_student 表的数据和表结构。 
mysql> SELECT * FROM tb_student;
+----+------+------+------+------+
| id | name | age  | sex  | num  |
+----+------+------+------+------+
|  1 | 张三 |   31 | 男   |    4 |
|  2 | 李四 |   28 | 男   |    4 |
|  3 | 王五 |   13 | 女   |    4 |
|  4 | 张四 |   13 | 女   |    4 |
|  5 | 王四 |   15 | 男   |    4 |
|  6 | 赵六 |   12 | 女   |    4 |
+----+------+------+------+------+
6 rows in set (0.01 sec)

mysql> DESC tb_student;
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id    | int(4)      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name  | varchar(25) | NO   |     | NULL    |                |
| age   | int(11)     | YES  | MUL | NULL    |                |
| sex   | char(1)     | YES  |     | NULL    |                |
| num   | int(11)     | YES  |     | NULL    |                |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
5 rows in set (0.00 sec)
以下操作需要打开两个会话窗口，即下面所提到的 A窗口和 B窗口。

在 A窗口中执行以下命令： 
mysql> BEGIN;
mysql> UPDATE tb_student SET num=5 WHERE age=13;
Query OK, 2 rows affected (0.04 sec)
Rows matched: 2  Changed: 2  Warnings: 0
紧接着在 B窗口中执行以下命令。由于 age 是索引字段，与 A窗口中更新的是不同行的数据，所以这时不会出现锁等待现象。 
mysql> BEGIN;
mysql> UPDATE tb_student SET num=8 WHERE age=15;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
然后在 A窗口中，执行以下命令，这时就会出现锁等待现象了。 
mysql> UPDATE tb_student SET num=10 WHERE age=15;
最后在 B窗口中，执行以下命令，这时会出现相互等待资源的现象，也就是死锁现象。 
mysql> UPDATE tb_student SET num=12 WHERE age=13;
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
我们可以通过 SHOW ENGINE INNODB STATUS 命令查看死锁的信息，运行结果如下（这里只展示了部分信息）： 
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2020-08-24 16:22:23 0x3944
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 22656, ACTIVE 108 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 5 lock struct(s), heap size 1136, 6 row lock(s), undo log entries 2
MySQL thread id 33, OS thread handle 8808, query id 1689 localhost ::1 root updating
UPDATE tb_student SET num=10 WHERE age=15
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 197 page no 8 n bits 80 index index_age of table `test`.`tb_student` trx id 22656 lock_mode X waiting
Record lock, heap no 5 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0
0: len 4; hex 8000000f; asc     ;;
1: len 4; hex 80000005; asc     ;;
......
通过以上日志，我们就能确定造成死锁的事务和 SQL 语句。

死锁检测

InnoDB 的并发写操作会触发死锁，同时 InnoDB 也提供了死锁检测机制。通过设置 innodb_deadlock_detect 参数的值来控制是否打开死锁检测。

锁等待是指在事务过程中产生的锁，其它事务需要等待上一个事务释放锁，才能占用该资源。如果该事务一直不释放，就需要持续等待下去，直到超过了锁等待时间。当超过锁等待允许的最大时间，就会出现死锁，然后当前事务执行失败，自动执行回滚操作。

MySQL 通过 innodb_lock_wait_timeout 参数控制锁等待的时间，单位是秒。
mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%innodb_lock_wait%';
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_lock_wait_timeout | 120   |
+--------------------------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.02 sec)
在实际应用中，我们要尽量防止锁等待现象的发生，下面介绍几种避免死锁的方法：
  1. 如果不同程序会并发存取多个表，或者涉及多行记录时，尽量约定以相同的顺序访问表，这样可以大大降低死锁的发生。
  2. 业务中要及时提交或者回滚事务，可减少死锁产生的概率。
  3. 在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率。
  4. 对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁粒度，通过表锁定来减少死锁产生的概率（表级锁不会产生死锁）。

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