MySQL锁等待与死锁问题分析

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

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。

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

发生死锁后会选择一个事务进行回滚,想查明死锁原因,可以执行 show engine innodb status 来查看死锁日志,根据死锁日志,结合业务逻辑来进一步定位死锁原因。

在实际应用中,我们要尽量避免死锁现象的发生,可以从以下几个方面入手:

  • 事务尽可能小,不要将复杂逻辑放进一个事务里。
  • 涉及多行记录时,约定不同事务以相同顺序访问。
  • 业务中要及时提交或者回滚事务,可减少死锁产生的概率。
  • 表要有合适的索引。
  • 可尝试将隔离级别改为 RC 。

总结: 

本篇文章简单介绍了锁等待及死锁发生的原因,其实真实业务中发生死锁还是很难分析的,需要一定的经验积累。本篇文章只是面向初学者,希望各位对死锁能够有个初印象。

以上就是MySQL锁等待与死锁问题分析的详细内容,更多关于MySQL锁等待与死锁的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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