MySQL 核心模块—揭秘死锁案例分析插入意向锁

1. 准备工作

创建测试表:

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CREATE TABLE `t_deadlock_1` ( `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT, `i1` int DEFAULT NULL, `i2` int DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_i1` (`i1`) ) ENGINE = InnoDB;1.2.3.4.5.6.7.

插入测试数据:

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INSERT INTO `t_deadlock_1` (`id`, `i1`, `i2`) VALUE (22, 2, 3), (23, 5, 4), (24, 6, 7);1.2.

把事务隔离级别设置为 REPEATABLE-READ(如已设置,忽略此步骤):

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SET transaction_isolation = REPEATABLE-READ; -- 确认设置成功 SHOW VARIABLES like transaction_isolation; +-----------------------+-----------------+ | Variable_name | Value | +-----------------------+-----------------+ | transaction_isolation | REPEATABLE-READ | +-----------------------+-----------------+1.2.3.4.5.6.7.8.9.

2. 加锁情况

创建 2 个 MySQL 连接,开启 2 个事务,执行以下 SQL:

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-- session 1(事务 1) BEGIN; DELETE FROM t_deadlock_1 WHERE `i1` = 5; -- session 2(事务 2) BEGIN; DELETE FROM t_deadlock_1 WHERE `i1` = 5;1.2.3.4.5.

在 session 1 中执行以下 select 语句查看加锁情况:

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select engine_transaction_id, object_name, index_name, lock_type, lock_mode, lock_status, lock_data from performance_schema.data_locks where object_name = t_deadlock_1 and lock_type = RECORD\G ***************************[ 1. row ]*************************** engine_transaction_id | 250490 object_name | t_deadlock_1 index_name | idx_i1 lock_type | RECORD lock_mode | X lock_status | WAITING lock_data | 5, 23 ***************************[ 2. row ]*************************** engine_transaction_id | 250489 object_name | t_deadlock_1 index_name | idx_i1 lock_type | RECORD lock_mode | X lock_status | GRANTED lock_data | 5, 23 ***************************[ 3. row ]*************************** engine_transaction_id | 250489 object_name | t_deadlock_1 index_name | PRIMARY lock_type | RECORD lock_mode | X,REC_NOT_GAP lock_status | GRANTED lock_data | 23 ***************************[ 4. row ]*************************** engine_transaction_id | 250489 object_name | t_deadlock_1 index_name | idx_i1 lock_type | RECORD lock_mode | X,GAP lock_status | GRANTED lock_data | 6, 241.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.

加锁情况第 2 ~ 4 条,是事务 1 的加锁情况。

事务 1 执行 delete 语句过程中,会先扫描需要删除的记录,并对扫描到的记录加锁。

扫描过程使用了二级索引 idx_i1,先定位到这个索引中 <i1 = 5, id = 23> 的记录,加排他 Next-Key 锁,对应加锁情况第 2 条(2. row)。

回表查询主键索引中 <id = 23> 的记录,加排他普通记录锁,对应加锁情况第 3 条(3. row)。

扫描到匹配 where 条件的第 1 条记录之后,接着扫描下一条记录,也就是二级索引 idx_i1 中 <i1 = 6, id = 24> 的记录,加排他间隙锁,对应加锁情况第 4 条(4. row)。

因为这条记录不匹配 where 条件,不需要回表查询对应的主键索引记录,所以没有对主键索引中 <id = 24> 的记录加锁。

按照 <i1 = 5, id = 23> 的记录加锁情况,<i1 = 6, id = 24> 的记录也应该加排他 Next-Key 锁,但实际上只加了排他间隙锁。

这是因为 InnoDB 对命中索引的等值查询条件做了特殊处理。

可重复读隔离级别默认会对扫描到的记录加排他 Next-Key 锁。如果 InnoDB 发现记录不匹配命中索引的等值查询条件,会改为对这条记录加排他间隙锁,避免锁定不匹配的记录本身,以缩小加锁范围。

加锁情况第 1 条(1. row),是事务 2 的加锁情况。

事务 2 执行 delete 语句过程中,也会先扫描需要删除的记录,并对扫描到的记录加锁。

扫描过程同样使用了二级索引 idx_i1,先定位到这个索引中 <i1 = 5, id = 23> 的记录,加排他 Next-Key 锁。

但是,因为事务 1 先对这条记录加了排他 Next-Key 锁,事务 2 的加锁操作被阻塞,进入锁等待状态。

介绍完事务 1 和事务 2 的加锁情况,我们再在 session 1 中执行以下 insert 语句,插入一条记录:

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INSERT INTO t_deadlock_1 (`id`, `i1`, `i2`) VALUES (25, 2, 10);1.

结果就出现了死锁,事务 2 被选择成为死锁受害事务,回滚了:

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(1213, Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction)1.

3. 死锁分析

为了找到死锁原因,我们需要借助死锁日志,可以在 session 1 或者 session 2 中执行以下 show 语句,查看最新的死锁日志:

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SHOW ENGINE InnoDB STATUS\G ------------------------ LATEST DETECTED DEADLOCK ------------------------ 2024-09-07 07:48:49 0x7000087c0000 *** TRANSACTION: -- 事务 2 TRANSACTION 250490, ACTIVE 19 sec starting index read ... DELETE FROM t_deadlock_1 WHERE `i1` = 5 *** HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250490 \ lock_mode X waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: \ n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 80000005; asc ;; 1: len 4; hex 80000017; asc ;; *** WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250490 \ lock_mode X waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: \ n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 80000005; asc ;; 1: len 4; hex 80000017; asc ;; *** TRANSACTION: -- 事务 1 TRANSACTION 250489, ACTIVE 26 sec inserting ... INSERT INTO t_deadlock_1 (`id`, `i1`, `i2`) VALUES (25, 2, 10) *** HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250489 \ lock_mode X Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: \ n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 80000005; asc ;; 1: len 4; hex 80000017; asc ;; *** WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250489 \ lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: \ n_fields 2; compact format; info bits 32 0: len 4; hex 80000005; asc ;; 1: len 4; hex 80000017; asc ;;1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.

以上是从 SHOW ENGINE InnoDB STATUS 结果中摘出来的最新的死锁日志。

为了方便手机上阅读,我对格式做了一些调整,内容也有一点小小的修改,去掉了事务前面的编号。

从死锁日志可以看到,事务 1(250489)和事务 2(250490)加锁发生死锁,都是因为二级索引 idx_i1 中的一条记录:

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/* i1 字段 */ 0: len 4; hex 80000005; asc ;; /* id 字段 */ 1: len 4; hex 80000017; asc ;;1.2.

在 《30. 死锁日志详解》这篇文章中,我们介绍过把死锁日志中整数类型字段值转换为整数的方法。

我们用这个方法,把上面死锁日志中这条记录的两个字段值转换为整数:

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## i1 字段,输出:5 echo $((0x80000005 ^ (1 << (4 * 8 - 1)))) ## id 字段,输出:23 echo $((0x80000017 ^ (1 << (4 * 8 - 1))))1.2.3.4.5.

从以上输出可以看到,事务 1(250489)和事务 2(250490)加锁发生死锁,都是因为二级索引 idx_i1 中 <i1 = 5, id = 23> 的记录。

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*** TRANSACTION: -- 事务 1 TRANSACTION 250489, ACTIVE 26 sec inserting ... *** HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250489 \ lock_mode X ... *** WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250489 \ lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting ...1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.

上面是从死锁日志中摘出来的一小段,从这段日志可以看到,事务 1(250489)持有 <i1 = 5, id = 23> 的记录的排他 Next-Key 锁,等待获得这条记录的插入意向锁。

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*** TRANSACTION: -- 事务 2 TRANSACTION 250490, ACTIVE 19 sec starting index read ... DELETE FROM t_deadlock_1 WHERE `i1` = 5 *** HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250490 \ lock_mode X waiting ... *** WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 232 page no 5 n bits 72 \ index idx_i1 of table `test`.`t_deadlock_1` trx id 250490 \ lock_mode X waiting ...1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.

上面也是从死锁日志中摘出来的一小段,从这段日志可以看到,事务 2(250490)的 HOLDS THE LOCK(S) 和 WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED 的记录都处于 waiting 状态。

这是因为事务 2(250490)在等待获得事务 1(250489)持有的 <i1 = 5, id = 23> 的记录的排他 Next-Key 锁,又阻塞了事务 1(250489)对 <i1 = 5, id = 23> 的记录加插入意向锁。

既然事务 1(250489)已经持有 <i1 = 5, id = 23> 的记录的排他 Next-Key 锁,也就是既锁定了这条记录,又锁定了它前面的间隙。

理论上来说,事务 1(250489)再对这条记录加插入意向锁,可以直接获得锁。

为什么会被事务 2(250490)阻塞呢?

如果事务 1(250489)因为持有这条记录的排他 Next-Key 锁,就可以直接获得这条记录的插入意向锁。

获得插入意向锁之后,插入 <i1 = 2, id = 25> 的记录到 <i1 = 5, id = 23> 的记录前面。

新插入的记录,会导致事务 1 和事务 2 原来对 <i1 = 5, id = 23> 的记录加的锁都需要拆分。

已经获得的锁,拆分是没有问题的。

事务 2(250490)在等待获得 <i1 = 5, id = 23> 的记录的排他 Next-Key 锁,也会拆分,得到两个处于等待状态的锁。

然而,InnoDB 却不允许一个事务同时有两个处于等待状态的锁。

基于这个规则,虽然事务 1(250489)已经持有 <i1 = 5, id = 23> 的记录的排他 Next-Key 锁,但是因为事务 2(250490)在等待获得这条记录的排他 Next-Key 锁,事务 1(250489)想要对这条记录加插入意向锁,也需要等待。

事务 1(250489)和事务 2(250490)相互等待,就形成了死锁,过程如下:

事务 1 持有锁。事务 2 等待获得事务 1 持有的锁。事务 1 等待事务 2 获得并释放锁之后,才能获得插入意向锁。

4. 总结

如果事务 1 已经对某条记录加了排他 Next-Key 锁:

没有其它事务在等待获得这条记录的锁,事务 1 想要往这条记录前面的间隙插入记录,不需要等待获得插入意向锁,可以直接插入记录。其它事务在等待获得这条记录的锁,事务 1 想要往这条记录前面的间隙插入记录,需要等待其它事务获得并释放锁之后,事务 1 才能获得插入意向锁,然后才能往这个间隙插入记录。

THE END
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