各位老铁们,大家好! 今天咱们来聊聊MySQL里的一个磨人的小妖精:死锁。这玩意儿,就像程序里的Bug一样,时不时地给你来一下,让你防不胜防。但是,别怕!今天,咱们就来扒一扒死锁的根儿,学学怎么优雅地把它给灭了。
一、啥是死锁?别跟我说教科书上的定义,来点大白话!
想象一下,你有两把钥匙,一把是开你家门的,一把是开你邻居家门的。现在,你和你邻居同时想进对方的家门。你拿着邻居家的钥匙,等着他给你你家的钥匙;他拿着你家的钥匙,等着你给他邻居家的钥匙。结果呢?谁也进不去,就这么僵持着了!
这就是死锁!在数据库里,就是两个或多个事务,互相持有对方需要的资源,然后谁也不肯放手,就这么互相等待,导致所有事务都无法继续执行。
二、死锁的根源:都是锁惹的祸!
要理解死锁,首先得明白MySQL里的锁机制。简单来说,MySQL里的锁,就是为了保证数据的一致性和完整性。就像你进家门要先锁门一样,数据库在修改数据之前,也要先“锁住”这条数据,防止别人同时修改,导致数据错乱。
常见的锁类型:
- 共享锁(Shared Lock): 也叫读锁。多个事务可以同时持有同一个资源的共享锁,就像一群人可以同时看一本书一样。
- 排他锁(Exclusive Lock): 也叫写锁。只有一个事务可以持有某个资源的排他锁,就像只有一个人可以修改这本书一样。
死锁的产生,往往是因为多个事务以不同的顺序请求锁,导致互相等待。
三、死锁的四个必要条件:缺一不可!
要产生死锁,必须同时满足以下四个条件:
- 互斥条件(Mutual Exclusion): 某个资源一次只能被一个事务持有。就像一把钥匙,只能一个人用。
- 请求与保持条件(Hold and Wait): 事务已经持有了一些资源,但又请求新的资源,同时又不释放已持有的资源。就像你拿着邻居家的钥匙,还等着他给你你家的钥匙。
- 不可剥夺条件(No Preemption): 事务已经获得的资源,在未使用完之前,不能被强制剥夺。就像你拿着钥匙,别人不能强行抢走。
- 循环等待条件(Circular Wait): 存在一个事务链,每个事务都在等待下一个事务所持有的资源。就像你等邻居,邻居等老王,老王等你,形成一个环。
四、死锁的类型:行锁死锁和间隙锁死锁
- 行锁死锁: 这是最常见的死锁类型,发生在多个事务同时修改同一行数据时。
- 间隙锁死锁: 发生在并发插入数据时。当多个事务在不同的间隙上持有间隙锁时,可能会发生死锁。
五、死锁的排查艺术:抽丝剥茧,找到真凶!
MySQL提供了一些工具来帮助我们排查死锁:
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查看错误日志: MySQL的错误日志里会记录死锁的信息,包括参与死锁的事务ID、SQL语句等。
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SHOW ENGINE INNODB STATUS
: 这个命令可以显示InnoDB引擎的详细信息,包括最近的死锁信息。SHOW ENGINE INNODB STATUS;
在输出结果里,找到
LATEST DETECTED DEADLOCK
部分,这里会详细记录死锁的信息。 -
INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS
和INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX
: 这两个表可以查询当前数据库的锁和事务信息。SELECT r.trx_id AS waiting_trx_id, r.trx_mysql_thread_id AS waiting_thread, r.trx_query AS waiting_query, b.trx_id AS blocking_trx_id, b.trx_mysql_thread_id AS blocking_thread, b.trx_query AS 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;
这个SQL语句可以查询到哪些事务正在等待锁,以及被哪些事务阻塞。
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Performance Schema: 从MySQL 5.6开始,可以使用Performance Schema来监控锁的等待情况。
开启Performance Schema:
UPDATE performance_schema.setup_instruments SET enabled = 'YES', timed = 'YES' WHERE name LIKE '%lock%'; UPDATE performance_schema.setup_consumers SET enabled = 'YES' WHERE name LIKE '%lock%';
查询锁等待事件:
SELECT event_name, object_schema, object_name, COUNT(*) AS event_count, SUM(timer_wait) AS total_latency, AVG(timer_wait) AS avg_latency FROM performance_schema.events_waits_summary_global_by_event_name WHERE event_name LIKE 'wait/lock/table/%' ORDER BY total_latency DESC LIMIT 10;
六、如何设计事务以避免死锁:防患于未然!
避免死锁最好的方法就是预防,在设计事务时就考虑到死锁的可能性,并采取相应的措施。
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尽量缩短事务的持有锁的时间: 事务的持有锁的时间越短,发生死锁的概率就越低。尽量避免在事务中执行耗时的操作,比如复杂的计算、网络请求等。
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按照固定的顺序访问资源: 不同的事务以相同的顺序访问资源,可以避免循环等待的发生。例如,如果两个事务都要修改表A和表B,那么都应该先修改表A,再修改表B。
-- 事务1 START TRANSACTION; UPDATE table_a SET column1 = 'value1' WHERE id = 1; UPDATE table_b SET column2 = 'value2' WHERE id = 2; COMMIT; -- 事务2 START TRANSACTION; UPDATE table_a SET column1 = 'value3' WHERE id = 3; UPDATE table_b SET column2 = 'value4' WHERE id = 4; COMMIT;
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避免大事务: 大事务持有锁的时间长,容易与其他事务发生冲突。尽量将大事务拆分成多个小事务,减少锁的竞争。
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使用较低的隔离级别: 较低的隔离级别可以减少锁的竞争,但也可能导致数据一致性问题。需要根据实际情况权衡。
MySQL提供了四种隔离级别:
READ UNCOMMITTED
:最低的隔离级别,可能导致脏读、不可重复读和幻读。READ COMMITTED
:可以避免脏读,但可能导致不可重复读和幻读。REPEATABLE READ
:可以避免脏读和不可重复读,但可能导致幻读。SERIALIZABLE
:最高的隔离级别,可以避免所有并发问题,但性能最差。
设置隔离级别:
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
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使用
NOWAIT
和SKIP LOCKED
:NOWAIT
:如果请求的资源被其他事务锁定,立即返回错误,而不是等待。SKIP LOCKED
:忽略被其他事务锁定的行。
SELECT * FROM table_a WHERE id = 1 FOR UPDATE NOWAIT; SELECT * FROM table_a WHERE column1 = 'value1' FOR UPDATE SKIP LOCKED;
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合理设计索引: 索引可以加快查询速度,减少锁的持有时间。但是,过多的索引也会增加维护成本。
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避免在循环中获取锁: 在循环中获取锁容易造成死锁。尽量将需要锁定的数据一次性取出,然后在循环中处理。
# 错误的例子 for item in items: with db_connection.cursor() as cursor: cursor.execute("SELECT * FROM table_a WHERE id = %s FOR UPDATE", (item.id,)) row = cursor.fetchone() # 处理数据 # 正确的例子 ids = [item.id for item in items] with db_connection.cursor() as cursor: cursor.execute("SELECT * FROM table_a WHERE id IN (%s) FOR UPDATE", (','.join(map(str, ids)),)) rows = cursor.fetchall() # 在循环中处理数据
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死锁检测和自动回滚: MySQL会自动检测死锁,并选择一个事务进行回滚,释放锁,让其他事务继续执行。但是,我们也可以通过设置参数来调整死锁检测的灵敏度。
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使用乐观锁: 乐观锁不是真正的锁,而是一种并发控制机制。它通过在表中添加一个版本号字段,每次更新数据时都检查版本号是否一致,如果不一致,则说明数据已被其他事务修改,放弃更新。
-- 添加版本号字段 ALTER TABLE table_a ADD COLUMN version INT DEFAULT 0; -- 更新数据 UPDATE table_a SET column1 = 'new_value', version = version + 1 WHERE id = 1 AND version = old_version; -- 判断更新是否成功 IF ROW_COUNT() = 0 THEN -- 更新失败,数据已被其他事务修改 END IF;
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批量操作: 尽量使用批量操作来减少事务的数量。例如,可以使用
INSERT INTO ... VALUES (), (), ()
语句一次性插入多条数据。
七、一些额外的建议:
- 监控数据库的锁等待情况,及时发现潜在的死锁风险。
- 定期审查SQL语句,检查是否存在死锁的隐患。
- 对开发人员进行死锁相关的培训,提高他们的并发编程意识。
- 在测试环境中模拟并发场景,测试代码的抗死锁能力。
总结:
死锁是并发编程中常见的问题,但是只要我们理解死锁的根源,掌握排查方法,并在设计事务时考虑到死锁的可能性,就可以有效地避免死锁的发生。
记住,预防胜于治疗!
好了,今天的讲座就到这里。希望大家以后在面对死锁的时候,不再瑟瑟发抖,而是能自信地说:“死锁?小样,看我怎么收拾你!”
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