数据库等待与死锁问题分析

作者:MySQL技术更新于： 2021-06-27 22:37:53

MySQL锁等待与死锁问题分析。严格来说，数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据指的是以一定的数据模型组织、描述和储存在一起、具有尽可能小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性的特点并可在一定范围内为多个用户共享。

出现锁等待或死锁的原因是访问数据库需要加锁，那你可能要问了，为啥要加锁呢?原因是为了确保并发更新场景下的数据正确性，保证数据库事务的隔离性。

本文转载自微信公众号「MySQL技术」，作者MySQL技术。转载本文请联系MySQL技术公众号。

前言：

在 MySQL 运维过程中，锁等待和死锁问题是令各位 DBA 及开发同学非常头痛的事。出现此类问题会造成业务回滚、卡顿等故障，特别是业务繁忙的系统，出现死锁问题后影响会更严重。本篇文章我们一起来学习下什么是锁等待及死锁，出现此类问题又应该如何分析处理呢?

1.了解锁等待与死锁

试想一个场景，如果你要去图书馆借一本《高性能MySQL》，为了防止有人提前把这本书借走，你可以提前进行预约(加锁)，这把锁可以怎么加?

封锁图书馆(数据库级别的锁)
把数据库相关的书都锁住(表级别的锁)
只锁 MySQL 相关的书(页级别的锁)
只锁《高性能MySQL》这本书(行级别的锁)

锁的粒度越细，并发级别越高，实现也更复杂。

锁等待也可称为事务等待，后执行的事务等待前面处理的事务释放锁，但是等待时间超过了 MySQL 的锁等待时间，就会引发这个异常。等待超时后的报错为“Lock wait timeout exceeded...”。

死锁发生的原因是两个事务互相等待对方释放相同资源的锁，从而造成的死循环。产生死锁后会立即报错“Deadlock found when trying to get lock...”。

2.现象复现及处理

下面我们以 MySQL 5.7.23 版本为例(隔离级别是 RR )，来复现下上述两种异常现象。

mysql> show create table test_tb\\G
*************************** 1. row ***************************
Table: test_tb
Create Table: CREATE TABLE `test_tb` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`col1` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '',
`col2` int(11) NOT NULL DEFAULT '1',
`col3` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_col1` (`col1`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from test_tb;
+----+------+------+------+
| id | col1 | col2 | col3 |
+----+------+------+------+
| 1 | fdg | 1 | abc |
| 2 | a | 2 | fg |
| 3 | ghrv | 2 | rhdv |
+----+------+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)
# 事务一首先执行
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from test_tb where col1 = 'a' for update;
+----+------+------+------+
| id | col1 | col2 | col3 |
+----+------+------+------+
| 2 | a | 2 | fg |
+----+------+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
# 事务二然后执行
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> update test_tb set col2 = 1 where col1 = 'a';
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

出现上种异常的原因是事务二在等待事务一的行锁，但事务一一直没提交，等待超时而报错。InnoDB 行锁等待超时时间由 innodb_lock_wait_timeout 参数控制，此参数默认值为 50 ，单位为秒，即默认情况下，事务二会等待 50s ，若仍拿不到行锁则会报等待超时异常并回滚此条语句。

对于 5.7 版本，出现锁等待时，我们可以查看 information_schema 中的几张系统表来查询事务状态。

innodb_trx 当前运行的所有事务。
innodb_locks 当前出现的锁。
innodb_lock_waits 锁等待的对应关系

# 锁等待发生时查看innodb_trx表可以看到所有事务
# trx_state值为LOCK WAIT 则代表该事务处于等待状态
mysql> select * from information_schema.innodb_trx\\G
*************************** 1. row ***************************
trx_id: 38511
trx_state: LOCK WAIT
trx_started: 2021-03-24 17:20:43
trx_requested_lock_id: 38511:156:4:2
trx_wait_started: 2021-03-24 17:20:43
trx_weight: 2
trx_mysql_thread_id: 1668447
trx_query: update test_tb set col2 = 1 where col1 = 'a'
trx_operation_state: starting index read
trx_tables_in_use: 1
trx_tables_locked: 1
trx_lock_structs: 2
trx_lock_memory_bytes: 1136
trx_rows_locked: 1
trx_rows_modified: 0
trx_concurrency_tickets: 0
trx_isolation_level: REPEATABLE READ
trx_unique_checks: 1
trx_foreign_key_checks: 1
trx_last_foreign_key_error: NULL
trx_adaptive_hash_latched: 0
trx_adaptive_hash_timeout: 0
trx_is_read_only: 0
trx_autocommit_non_locking: 0
*************************** 2. row ***************************
trx_id: 38510
trx_state: RUNNING
trx_started: 2021-03-24 17:18:54
trx_requested_lock_id: NULL
trx_wait_started: NULL
trx_weight: 4
trx_mysql_thread_id: 1667530
trx_query: NULL
trx_operation_state: NULL
trx_tables_in_use: 0
trx_tables_locked: 1
trx_lock_structs: 4
trx_lock_memory_bytes: 1136
trx_rows_locked: 3
trx_rows_modified: 0
trx_concurrency_tickets: 0
trx_isolation_level: REPEATABLE READ
trx_unique_checks: 1
trx_foreign_key_checks: 1
trx_last_foreign_key_error: NULL
trx_adaptive_hash_latched: 0
trx_adaptive_hash_timeout: 0
trx_is_read_only: 0
trx_autocommit_non_locking: 0
2 rows in set (0.00 sec)
# innodb_trx 字段值含义
trx_id：事务ID。
trx_state：事务状态，有以下几种状态：RUNNING、LOCK WAIT、ROLLING BACK 和 COMMITTING。
trx_started：事务开始时间。
trx_requested_lock_id：事务当前正在等待锁的标识，可以和 INNODB_LOCKS 表 JOIN 以得到更多详细信息。
trx_wait_started：事务开始等待的时间。
trx_weight：事务的权重。
trx_mysql_thread_id：事务线程 ID，可以和 PROCESSLIST 表 JOIN。
trx_query：事务正在执行的 SQL 语句。
trx_operation_state：事务当前操作状态。
trx_tables_in_use：当前事务执行的 SQL 中使用的表的个数。
trx_tables_locked：当前执行 SQL 的行锁数量。
trx_lock_structs：事务保留的锁数量。
trx_isolation_level：当前事务的隔离级别。
# sys.innodb_lock_waits 视图也可看到事务等待状况，且给出了杀链接的SQL
mysql> select * from sys.innodb_lock_waits\\G
*************************** 1. row ***************************
wait_started: 2021-03-24 17:20:43
wait_age: 00:00:22
wait_age_secs: 22
locked_table: `testdb`.`test_tb`
locked_index: idx_col1
locked_type: RECORD
waiting_trx_id: 38511
waiting_trx_started: 2021-03-24 17:20:43
waiting_trx_age: 00:00:22
waiting_trx_rows_locked: 1
waiting_trx_rows_modified: 0
waiting_pid: 1668447
waiting_query: update test_tb set col2 = 1 where col1 = 'a'
waiting_lock_id: 38511:156:4:2
waiting_lock_mode: X
blocking_trx_id: 38510
blocking_pid: 1667530
blocking_query: NULL
blocking_lock_id: 38510:156:4:2
blocking_lock_mode: X
blocking_trx_started: 2021-03-24 17:18:54
blocking_trx_age: 00:02:11
blocking_trx_rows_locked: 3
blocking_trx_rows_modified: 0
sql_kill_blocking_query: KILL QUERY 1667530
sql_kill_blocking_connection: KILL 1667530

sys.innodb_lock_waits 视图整合了事务等待状况，同时给出杀掉堵塞源端的 kill 语句。不过是否要杀掉链接还是需要综合考虑的。

死锁与锁等待稍有不同，我们同样也来简单复现下死锁现象。

# 开启两个事务
# 事务一执行
mysql> update test_tb set col2 = 1 where col1 = 'a';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
# 事务二执行
mysql> update test_tb set col2 = 1 where id = 3;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
# 回到事务一执行回车后此条语句处于锁等待状态
mysql> update test_tb set col1 = 'abcd' where id = 3;
Query OK, 1 row affected (5.71 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
# 回到事务二再执行此时二者相互等待发生死锁
mysql> update test_tb set col3 = 'gddx' where col1 = 'a';
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction