MySQL高级讲座篇之：`show engine innodb status`的解读艺术：诊断死锁与事务锁等待。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

大家好，我是老司机，今天咱们聊聊MySQL里一个非常重要的命令：SHOW ENGINE INNODB STATUS。别看它长得像一串乱码，其实里面藏着宝藏，能帮你诊断死锁和事务锁等待，让你不再被各种诡异的数据库问题折磨得死去活来。

开场白：数据库界的“福尔摩斯”

想象一下，你是一位数据库侦探，面对着一堆看似毫无关联的线索，必须抽丝剥茧，找出问题的根源。SHOW ENGINE INNODB STATUS 就是你手中的放大镜和显微镜，能让你深入了解 InnoDB 引擎的内部状态，找到那些隐藏在暗处的死锁和锁等待。

第一幕：为什么要关注死锁和锁等待？

死锁和锁等待就像数据库里的交通堵塞，会让你的应用性能急剧下降，甚至直接崩溃。

死锁（Deadlock）：两个或多个事务互相持有对方需要的锁，导致它们都无法继续执行，陷入永久等待的状态。
锁等待（Lock Wait）：一个事务试图获取一个被其他事务持有的锁，必须等待锁释放才能继续执行。

如果你的应用经常出现响应缓慢、超时等问题，很可能就是死锁或锁等待在作祟。及时发现并解决这些问题，对保证应用的稳定性和性能至关重要。

第二幕：SHOW ENGINE INNODB STATUS 的基本结构

执行 SHOW ENGINE INNODB STATUS 命令，你会得到一大段文本。别慌，我们来把它分解成几个关键部分：

LATEST FOREIGN KEY ERROR：如果有外键约束错误，这里会显示详细信息。
LATEST DETECTED DEADLOCK：这是最重要的一部分，如果发生了死锁，这里会记录死锁的详细信息，包括涉及的事务、SQL 语句、持有的锁等。
LATEST LOCK WAIT：如果存在锁等待，这里会显示等待锁的事务和持有锁的事务的信息。
TRANSACTIONS：这里会列出当前活跃的事务，包括事务的状态、执行的 SQL 语句、持有的锁等。
FILE I/O：显示 InnoDB 引擎的文件 I/O 统计信息。
INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX：显示插入缓冲和自适应哈希索引的统计信息。
LOG：显示 InnoDB 引擎的日志相关信息。
BUFFER POOL AND MEMORY：显示缓冲池和内存的使用情况。

第三幕：死锁的解读艺术

我们重点关注 LATEST DETECTED DEADLOCK 部分。如果这里有信息，说明发生了死锁。我们来看一个死锁的例子：

*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 27876, ACTIVE 10 sec inserting
mysql tables in use 1, locked tables 1
LOCK WAIT 3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 27, OS thread handle 140178221043712, query id 1345 localhost root inserting
INSERT INTO order_item (order_id, product_id, quantity, price) VALUES (101, 201, 2, 19.99)
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 59 page no 4 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`order_item` trx id 27876 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 27877, ACTIVE 5 sec inserting
mysql tables in use 1, locked tables 1
LOCK WAIT 3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 28, OS thread handle 140178212657408, query id 1346 localhost root inserting
INSERT INTO order_item (order_id, product_id, quantity, price) VALUES (102, 202, 3, 29.99)
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 59 page no 4 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`order_item` trx id 27877 lock_mode X locks rec but not gap
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 59 page no 4 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`order_item` trx id 27877 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)

我们来解读一下：

(1) TRANSACTION: 这是第一个事务的信息。
- TRANSACTION 27876: 事务 ID 是 27876。
- ACTIVE 10 sec inserting: 事务正在执行插入操作，已经活跃了 10 秒。
- INSERT INTO order_item ...: 这是事务执行的 SQL 语句。
(1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 第一个事务正在等待获取锁。
- table test`.`order_item`: 等待的锁位于test数据库的order_item` 表上。
- index PRIMARY: 等待的是主键索引上的锁。
- lock_mode X locks rec but not gap waiting: 等待的是排他锁（X 锁），并且是记录锁，不是间隙锁。
(2) TRANSACTION: 这是第二个事务的信息。
- TRANSACTION 27877: 事务 ID 是 27877。
- ACTIVE 5 sec inserting: 事务正在执行插入操作，已经活跃了 5 秒。
- INSERT INTO order_item ...: 这是事务执行的 SQL 语句。
(2) HOLDS THE LOCK(S): 第二个事务持有锁。
- table test`.`order_item`: 持有的锁位于test数据库的order_item` 表上。
- index PRIMARY: 持有的是主键索引上的锁。
- lock_mode X locks rec but not gap: 持有的是排他锁（X 锁），并且是记录锁，不是间隙锁。
(2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 第二个事务也在等待获取锁。
- 这个部分和第一个事务的等待锁信息类似，说明两个事务都在等待对方持有的锁。
(WE ROLL BACK TRANSACTION (1))： MySQL 选择了回滚第一个事务来解决死锁。

总结：死锁分析的关键点

事务 ID (TRANSACTION xxxx)：找到涉及死锁的事务。
SQL 语句 (INSERT/UPDATE/DELETE …)：了解事务正在执行的 SQL 语句。
等待锁 (WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED)：确定事务正在等待哪个表的哪个索引上的锁。
持有锁 (HOLDS THE LOCK(S))：确定事务持有哪些锁。
锁模式 (lock_mode)：了解锁的类型，例如排他锁（X 锁）或共享锁（S 锁）。

第四幕：锁等待的解读艺术

如果 LATEST LOCK WAIT 部分有信息，说明存在锁等待。锁等待不一定是坏事，只要等待时间不长，对性能的影响可以忽略不计。但如果锁等待时间过长，就会导致应用响应缓慢。

SHOW ENGINE INNODB STATUS 中关于锁等待的信息通常会出现在 TRANSACTIONS 部分，你需要关注 waiting for lock 的事务。

例如：

---TRANSACTION 27880, ACTIVE 20 sec inserting
3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s)
MySQL thread id 29, OS thread handle 140178204271360, query id 1348 localhost root inserting
INSERT INTO order_item (order_id, product_id, quantity, price) VALUES (103, 203, 4, 39.99)
Trx read view will not see trx with id >= 27881, sees < 27881
--------Waiting for the lock held by transaction 27879----------------------------

解读：

TRANSACTION 27880: 事务 ID 是 27880 正在等待锁。
ACTIVE 20 sec inserting: 事务正在执行插入操作，已经活跃了 20 秒。
INSERT INTO order_item ...: 这是事务执行的 SQL 语句。
Waiting for the lock held by transaction 27879: 事务 27880 正在等待事务 27879 持有的锁。

要进一步了解锁等待的原因，你需要查看事务 27879 的信息，看看它在做什么，持有哪些锁。

第五幕：代码示例与最佳实践

光说不练假把式，我们来看一些代码示例，以及如何避免死锁和锁等待的最佳实践。

1. 模拟死锁

-- 会话 1
START TRANSACTION;
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE product SET stock = stock + 1 WHERE id = 1;

-- 会话 2
START TRANSACTION;
UPDATE product SET stock = stock - 1 WHERE id = 1;
UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 1;

如果这两个会话几乎同时执行，很可能会发生死锁。会话 1 锁定了 account 表的 id = 1 的行，然后尝试锁定 product 表的 id = 1 的行。同时，会话 2 锁定了 product 表的 id = 1 的行，然后尝试锁定 account 表的 id = 1 的行。这样就形成了循环等待，导致死锁。

2. 避免死锁的最佳实践

保持事务的短小精悍：尽量减少事务的执行时间，减少锁的持有时间，降低死锁的概率。
按照固定的顺序访问资源：如果多个事务需要访问相同的资源，尽量按照相同的顺序访问，避免循环等待。例如，在上面的例子中，可以始终先更新 account 表，再更新 product 表。
使用较低的隔离级别：在满足业务需求的前提下，尽量使用较低的隔离级别，例如 READ COMMITTED，减少锁的竞争。
设置合理的锁等待超时时间：通过 innodb_lock_wait_timeout 参数设置锁等待的超时时间，避免事务长时间阻塞。
```
SET GLOBAL innodb_lock_wait_timeout = 10; -- 设置锁等待超时时间为 10 秒
```
使用 SELECT ... FOR UPDATE 谨慎： SELECT ... FOR UPDATE 会对查询结果加排他锁，容易导致锁冲突。只有在真正需要锁定数据时才使用。
避免大事务：将大的事务拆分成小的事务，可以减少锁的持有时间，降低死锁的概率。

使用乐观锁：乐观锁是一种无锁并发控制方案，它假设数据在更新过程中不会被其他事务修改。乐观锁通常通过版本号或时间戳来实现。

-- 表结构
CREATE TABLE product (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(255),
    stock INT,
    version INT -- 版本号
);

-- 更新库存
UPDATE product SET stock = stock - 1, version = version + 1 WHERE id = 1 AND version = current_version;

-- 检查更新是否成功
IF ROW_COUNT() = 0 THEN
    -- 更新失败，说明数据已被其他事务修改
    -- 处理冲突
END IF;

3. 监控锁等待

可以使用以下 SQL 语句查询当前锁等待的事务：

SELECT
    r.trx_id waiting_trx_id,
    r.trx_mysql_thread_id waiting_thread,
    r.trx_query waiting_query,
    b.trx_id blocking_trx_id,
    b.trx_mysql_thread_id blocking_thread,
    b.trx_query blocking_query
FROM
    information_schema.innodb_lock_waits w
INNER JOIN
    information_schema.innodb_trx b
ON
    b.trx_id = w.blocking_trx_id
INNER JOIN
    information_schema.innodb_trx r
ON
    r.trx_id = w.requesting_trx_id;

第六幕：案例分析

假设你的电商网站经常出现支付失败的情况，并且在日志中发现有死锁的错误。通过分析 SHOW ENGINE INNODB STATUS 的输出，你发现死锁发生在更新订单表和库存表时。

原因分析：
- 用户下单时，系统需要更新订单表的状态，并减少商品库存。
- 在高并发情况下，多个用户同时下单，导致更新订单表和库存表的顺序不一致，造成死锁。
解决方案：
- 优化更新顺序：确保更新订单表和库存表的顺序始终一致。例如，先更新订单表，再更新库存表。
- 使用分布式锁：使用 Redis 或 ZooKeeper 等分布式锁来保证对关键资源（例如库存）的互斥访问。
- 拆分事务：将更新订单表和更新库存表的操作拆分成两个独立的事务，降低死锁的概率。

第七幕：总结与展望

SHOW ENGINE INNODB STATUS 是诊断死锁和锁等待的利器，但要真正掌握它，需要深入理解 InnoDB 引擎的锁机制和事务隔离级别。

希望今天的讲座能帮助你更好地理解 SHOW ENGINE INNODB STATUS 的使用方法，让你在解决数据库问题时更加得心应手。记住，熟练掌握这个命令，你就能成为数据库界的“福尔摩斯”，轻松破解各种疑难杂症，让你的应用运行得更加流畅和稳定。

下次有机会，我们再聊聊其他数据库性能优化的技巧。祝大家编程愉快！

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