背景
以前接觸到的數據庫死鎖，都是批量更新時加鎖順序不一致而導致的死鎖，但是上周卻遇到了一個很難理解的死鎖。借着這個機會又重新學習了一下mysql的死鎖知識以及常見的死鎖場景。在多方調研以及和同事們的討論下終於發現了這個死鎖問題的成因，收獲頗多。雖然是后端程序員，我們不需要像DBA一樣深入地去分析與鎖相關的源碼，但是如果我們能夠掌握基本的死鎖排查方法，對我們的日常開發還是大有裨益的。
死鎖起因
先介紹一下數據庫和表情況，因為涉及到公司內部真實的數據，所以以下都做了模擬，不會影響具體的分析。
我們采用的是5.5版本的mysql數據庫，事務隔離級別是默認的RR（Repeatable-Read），采用innodb引擎。假設存在test表：
CREATE TABLE `test` ( `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, `a` int(11) unsigned DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `a` (`a`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=100 DEFAULT CHARSET=utf8;
表的結構很簡單，一個主鍵id，另一個唯一索引a。表里的數據如下：
mysql> select * from test;
+----+------+
| id | a |
+----+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 4 | 4 |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)
出現死鎖的操作如下：
然后我們可以通過SHOW ENGINE INNODB STATUS;來查看死鎖日志：
------------------------ LATEST DETECTED DEADLOCK ------------------------ 190219 13:35:31 *** (1) TRANSACTION: TRANSACTION 2A8BD, ACTIVE 11 sec starting index read mysql tables in use 1, locked 1 LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 376, 1 row lock(s) MySQL thread id 448218, OS thread handle 0x2abe5fb5d700, query id 18923238 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root updating delete from test where a = 2 *** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BD lock_mode X waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;; *** (2) TRANSACTION: TRANSACTION 2A8BC, ACTIVE 18 sec inserting mysql tables in use 1, locked 1 4 lock struct(s), heap size 1248, 3 row lock(s), undo log entries 2 MySQL thread id 448217, OS thread handle 0x2abe5fd65700, query id 18923239 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root update insert into test (id,a) values (10,2) *** (2) HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock_mode X locks rec but not gap Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;; *** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock mode S waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;; *** WE ROLL BACK TRANSACTION (1)
分析
閱讀死鎖日志
遇到死鎖，第一步就是閱讀死鎖日志。死鎖日志通常分為兩部分，上半部分說明了事務1在等待什么鎖：
190219 13:31:31 *** (1) TRANSACTION: TRANSACTION 2A8BD, ACTIVE 11 sec starting index read mysql tables in use 1, locked 1 LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 376, 1 row lock(s) MySQL thread id 448218, OS thread handle 0x2abe5fb5d700, query id 18923238 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root updating delete from test where a = 2 *** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BD lock_mode X waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
從日志里我們可以看到事務1當前正在執行delete from test where a = 2，該條語句正在申請索引a的X鎖，所以提示lock_mode X waiting。
然后日志的下半部分說明了事務2當前持有的鎖以及等待的鎖：
*** (2) TRANSACTION: TRANSACTION 2A8BC, ACTIVE 18 sec inserting mysql tables in use 1, locked 1 4 lock struct(s), heap size 1248, 3 row lock(s), undo log entries 2 MySQL thread id 448217, OS thread handle 0x2abe5fd65700, query id 18923239 renjun.fangcloud.net 121.41.41.92 root update insert into test (id,a) values (10,2) *** (2) HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock_mode X locks rec but not gap Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;; *** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 0 page no 923 n bits 80 index `a` of table `oauthdemo`.`test` trx id 2A8BC lock mode S waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 00000002; asc ;; 1: len 4; hex 00000002; asc ;;
從日志的HOLDS THE LOCKS(S)塊中我們可以看到事務2持有索引a的X鎖，並且是記錄鎖（Record Lock）。該鎖是通過事務2在步驟2執行的delete語句申請的。由於是RR隔離模式下的基於唯一索引的等值查詢（Where a = 2），所以會申請一個記錄鎖，而非next-key鎖。
從日志的WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED塊中我們可以看到事務2正在申請S鎖，也就是共享鎖。該鎖是insert into test (id,a) values (10,2)語句申請的。insert語句在普通情況下是會申請排他鎖，也就是X鎖，但是這里出現了S鎖。這是因為a字段是一個唯一索引，所以insert語句會在插入前進行一次duplicate key的檢查，為了使這次檢查成功，需要申請S鎖防止其他事務對a字段進行修改。
那么為什么該S鎖會失敗呢？這是對同一個字段的鎖的申請是需要排隊的。S鎖前面還有一個未申請成功的X鎖，所以S鎖必須等待，所以形成了循環等待，死鎖出現了。
通過閱讀死鎖日志，我們可以清楚地知道兩個事務形成了怎樣的循環等待，再加以分析，就可以逆向推斷出循環等待的成因，也就是死鎖形成的原因。
死鎖形成流程圖
為了讓大家更好地理解死鎖形成的原因，我們再通過表格的形式闡述死鎖形成的流程：
拓展
在排查死鎖的過程中，有個同事還發現了上述場景會產生另一種死鎖，該場景無法通過手工復現，只有高並發場景下才有可能復現。
該死鎖對應的日志這里就不貼出了，與上一個死鎖的核心差別是事務2等待的鎖從S鎖換成了X鎖，也就是lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting。我們還是通過表格來詳細說明該死鎖產生的流程：
總結
排查死鎖時，首先需要根據死鎖日志分析循環等待的場景，然后根據當前各個事務執行的SQL分析出加鎖類型以及順序，逆向推斷出如何形成循環等待，這樣就能找到死鎖產生的原因了。
PS：上述分析都是基於經驗的推斷，希望其他小伙伴們能夠指出當中的錯誤以及不足指出，謝謝！
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