好的，下面开始。
MySQL死锁分析：show engine innodb status详解
各位同学，今天我们来深入探讨MySQL运维中一个常见且棘手的问题：死锁（Deadlock）。死锁不仅会导致数据库性能下降，甚至可能导致系统崩溃。因此，理解死锁产生的原因，学会分析死锁日志，并采取相应的预防和解决措施至关重要。今天我们将重点讲解如何利用 show engine innodb status 命令来分析死锁日志。
什么是死锁？
死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的僵局。每个事务都在等待其他事务释放其所持有的资源，但又无法释放自己所持有的资源，从而导致所有事务都无法继续执行。
想象一下，两个人分别拿着筷子，想要夹对方盘子里的菜，必须拿到对方的筷子才能夹，但是两人都不松手，于是就僵持住了，谁也吃不到菜，这就是死锁。
死锁的产生条件
死锁的产生通常需要满足以下四个必要条件，也称为 Coffman 条件：
- 互斥条件（Mutual Exclusion）： 资源一次只能被一个事务占用。
- 占有且等待条件（Hold and Wait）： 事务在占用一个资源的同时，又请求另外的资源。
- 不可剥夺条件（No Preemption）： 事务已经获得的资源，在未使用完之前，不能被其他事务强行剥夺。
- 循环等待条件（Circular Wait）： 多个事务形成一种循环等待资源的关系。
只有当这四个条件同时满足时，才会发生死锁。
show engine innodb status 命令简介
show engine innodb status 是一个非常有用的命令，它可以提供关于 InnoDB 存储引擎的各种状态信息，包括事务、锁、线程、缓冲池等等。 其中，死锁信息就包含在它的输出结果中。
这个命令会输出一大段文本，我们需要关注的是 LATEST DETECTED DEADLOCK 这个区域。
如何使用 show engine innodb status 分析死锁日志
下面我们通过一个例子来演示如何使用 show engine innodb status 分析死锁日志。
1. 创建测试表
首先，我们创建两个简单的测试表：account 和 order_info。
CREATE TABLE `account` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`balance` decimal(10,2) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
CREATE TABLE `order_info` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`account_id` int(11) NOT NULL,
`amount` decimal(10,2) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_account_id` (`account_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
INSERT INTO `account` (`id`, `balance`) VALUES (1, 100.00);
INSERT INTO `order_info` (`id`, `account_id`, `amount`) VALUES (1, 1, 10.00);2. 模拟死锁场景
我们模拟一个典型的死锁场景：两个事务分别更新 account 和 order_info 表，但是更新顺序相反，导致循环等待。
事务 1：
-- Session 1
START TRANSACTION;
UPDATE `account` SET `balance` = `balance` - 10 WHERE `id` = 1;
UPDATE `order_info` SET `amount` = `amount` + 10 WHERE `id` = 1;
COMMIT;事务 2：
-- Session 2
START TRANSACTION;
UPDATE `order_info` SET `amount` = `amount` + 5 WHERE `id` = 1;
UPDATE `account` SET `balance` = `balance` - 5 WHERE `id` = 1;
COMMIT;为了更容易复现死锁，我们可以让其中一个事务先执行第一条 UPDATE 语句，然后暂停，等待另一个事务也执行第一条 UPDATE 语句，然后再继续执行。
更详细的步骤如下：
- Session 1: 执行
START TRANSACTION;和UPDATE account SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; - Session 2: 执行
START TRANSACTION;和UPDATE order_info SET amount = amount + 5 WHERE id = 1; - Session 1: 执行
UPDATE order_info SET amount = amount + 10 WHERE id = 1;（此时会被阻塞，等待 Session 2 释放order_info表的锁） - Session 2: 执行
UPDATE account SET balance = balance - 5 WHERE id = 1;（此时会被阻塞，等待 Session 1 释放account表的锁）
此时就发生了死锁。MySQL 会自动检测到死锁，并选择一个事务回滚，以打破死锁。
3. 查看死锁日志
在发生死锁后，我们可以执行 show engine innodb status 命令，查看死锁日志。
SHOW ENGINE INNODB STATUS;在输出结果中，找到 LATEST DETECTED DEADLOCK 区域，你会看到类似下面的信息：
------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2023-10-27 10:00:00 7f7f7f7f7f7f
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 123456, ACTIVE 5 sec starting index read
mysql tables in use 2, locked 2
LOCK WAIT 4 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s)
MySQL thread id 10, OS thread handle 140149292920576, query id 1234 localhost root updating
UPDATE order_info SET amount = amount + 10 WHERE id = 1
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 123 page no 456 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`order_info` trx id 123456 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 789012, ACTIVE 10 sec starting index read
mysql tables in use 2, locked 2
4 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s)
MySQL thread id 11, OS thread handle 140149293769472, query id 5678 localhost root updating
UPDATE account SET balance = balance - 5 WHERE id = 1
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 789 page no 0 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`account` trx id 789012 lock_mode X locks rec but not gap
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 789 page no 0 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`account` trx id 789012 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)4. 分析死锁日志的内容
让我们逐行分析上面的死锁日志：
LATEST DETECTED DEADLOCK： 表明这是最新的死锁信息。2023-10-27 10:00:00 7f7f7f7f7f7f： 死锁发生的时间。- **
*** (1) TRANSACTION:：** 第一个事务的信息。TRANSACTION 123456, ACTIVE 5 sec starting index read： 事务 ID 为 123456，已经活动了 5 秒，正在进行索引读取。mysql tables in use 2, locked 2： 事务正在使用 2 个表，并且锁定了 2 个表。LOCK WAIT 4 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s)： 事务正在等待锁，有 4 个锁结构，堆大小为 1136 字节，并且有 2 个行锁。MySQL thread id 10, OS thread handle 140149292920576, query id 1234 localhost root updating： 事务对应的 MySQL 线程 ID 为 10，操作系统线程句柄为 140149292920576，查询 ID 为 1234，连接来自 localhost，用户名为 root，正在进行更新操作。UPDATE order_info SET amount = amount + 10 WHERE id = 1： 导致死锁的 SQL 语句。- **
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:：** 事务正在等待的锁的信息。RECORD LOCKS space id 123 page no 456 n bits 72 index PRIMARY of tabletest`.`order_info` trx id 123456 lock_mode X locks rec but not gap waiting`： 事务正在等待test数据库的order_info表的主键索引上的一个记录锁，锁模式为 X (Exclusive，排他锁)，表示事务想要独占该记录。trx id 123456表示持有该锁的事务 ID。lock_mode X locks rec but not gap waiting表示事务正在等待获取记录锁，但不是间隙锁。
- **
*** (2) TRANSACTION:：** 第二个事务的信息，与第一个事务类似。UPDATE account SET balance = balance - 5 WHERE id = 1： 导致死锁的 SQL 语句。- **
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):：** 事务已经持有的锁的信息。RECORD LOCKS space id 789 page no 0 n bits 72 index PRIMARY of tabletest`.`account` trx id 789012 lock_mode X locks rec but not gap`： 事务已经持有test数据库的account表的主键索引上的一个记录锁，锁模式为 X (Exclusive，排他锁)。
- **
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:：** 事务正在等待的锁的信息。RECORD LOCKS space id 789 page no 0 n bits 72 index PRIMARY of tabletest`.`account` trx id 789012 lock_mode X locks rec but not gap waiting`： 事务正在等待test数据库的account表的主键索引上的一个记录锁，锁模式为 X (Exclusive，排他锁)。
- **
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)：** MySQL 选择了回滚事务 1，以打破死锁。
总结一下，从死锁日志中我们可以得到以下信息：
- 死锁发生的时间。
- 涉及死锁的事务 ID、线程 ID、SQL 语句。
- 事务正在等待的锁的信息（表名、索引、锁模式）。
- 事务已经持有的锁的信息（表名、索引、锁模式）。
- 哪个事务被回滚了。
5. 更复杂的死锁日志案例
------------------------
LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2023-10-27 10:30:00 7f7f7f7f7f7f
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 123457, ACTIVE 15 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 12, OS thread handle 140149294618880, query id 2468 localhost root updating
UPDATE `product` SET `quantity` = `quantity` - 1 WHERE `id` = 1
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 456 page no 789 n bits 72 index `idx_category_id` of table `test`.`product` trx id 123457 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 789013, ACTIVE 20 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 13, OS thread handle 140149295467776, query id 9012 localhost root updating
UPDATE `product` SET `quantity` = `quantity` - 1 WHERE `id` = 2
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 456 page no 789 n bits 72 index `idx_category_id` of table `test`.`product` trx id 789013 lock_mode X locks rec but not gap
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 456 page no 789 n bits 72 index `idx_category_id` of table `test`.`product` trx id 789013 lock_mode X locks rec but not gap waiting
*** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)在这个例子中，两个事务都试图更新 product 表的 quantity 字段，但是它们都在等待 idx_category_id 索引上的锁。这种情况通常发生在以下场景：
idx_category_id索引的区分度不高，导致扫描的行数较多。- MySQL 优化器选择了错误的索引。
6. 如何解决死锁问题
了解死锁的原因后，我们可以采取以下措施来预防和解决死锁：
- 尽量避免长事务： 长事务占用资源的时间较长，增加死锁的概率。
- 保持事务的原子性： 确保事务要么全部执行成功，要么全部回滚。
- 使用较低的隔离级别： 较低的隔离级别可以减少锁的竞争，但可能会引入其他并发问题。
- 避免循环依赖： 尽量避免多个事务循环等待资源的情况。
- 使用
SELECT ... FOR UPDATE： 如果需要对数据进行更新，可以使用SELECT ... FOR UPDATE语句显式地锁定记录。 - 设置合理的锁等待超时时间： 可以通过
innodb_lock_wait_timeout参数设置锁等待超时时间，避免事务长时间阻塞。 - 优化 SQL 语句： 确保 SQL 语句使用正确的索引，避免全表扫描。
- 批量更新代替循环更新： 减少事务的数量，降低死锁发生的概率。
- 统一资源访问顺序： 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。
- 监控死锁： 定期检查死锁日志，及时发现和解决死锁问题。
7. 使用工具辅助分析死锁
除了 show engine innodb status 命令，还可以使用一些工具来辅助分析死锁，例如：
- Performance Schema： MySQL 5.6 及以上版本提供了 Performance Schema，可以收集更详细的锁信息。
- 第三方监控工具： 一些第三方监控工具可以实时监控数据库的性能，并提供死锁报警功能。
一些建议和最佳实践
- 代码审查： 在开发阶段，进行代码审查，检查是否存在潜在的死锁风险。
- 压力测试： 在上线前，进行压力测试，模拟高并发场景，发现死锁问题。
- 监控与报警： 建立完善的监控和报警机制，及时发现和解决死锁问题。
- 定期维护： 定期对数据库进行维护，例如优化索引、清理碎片等，提高数据库的性能，减少死锁的概率。
总结：掌握死锁分析，提升运维能力
今天我们详细讲解了如何使用 show engine innodb status 命令分析 MySQL 死锁日志，通过对死锁日志的分析，我们可以了解死锁发生的原因，并采取相应的措施来预防和解决死锁问题。希望通过今天的学习，大家能够更好地理解 MySQL 死锁，提升运维能力，保障数据库系统的稳定运行。