如何避免数据库死锁？

Posted 2023-03-22

【中文标题】如何避免数据库死锁？

【英文标题】：How to avoid database deadlocks?

【发布时间】：2013-01-02 23:53:08

【问题描述】：

某些数据库功能，例如SELECT ... FOR UPDATE 和ON DELETE CASCADE，由于数据库没有指定将使用什么锁定顺序，因此隐含地容易发生死锁。我发现 two discussions 暗示 SQL 标准没有指定这种行为，更不用说具体的实现了。因此，我是在我们无法控制锁定顺序的假设下进行操作的（至少，如何做到这一点并不明显）。

如果我们不能依赖锁定顺序，我们应该

如果我们不应该避免僵局（你将不得不非常努力地说服我相信这一点）那么我们应该怎么做？

这个问题与数据库无关，所以请不要问我使用的是哪个数据库。

【问题讨论】：

死锁是由应用程序的故障引起的。您只需要整理您的应用程序并正确使用数据库。不要试图“滚动你自己的”并发控制——把它留给数据库。这是关于 Oracle 解除锁定处理的一个有趣的 AskTom 问题。 asktom.oracle.com/pls/asktom/…

我想说的是：您不需要知道“级联删除”使用什么锁定顺序。 DBMS 在删除和级联期间负责锁定和并发，如果需要取消事务/回滚。就您而言，删除和级联是原子操作。

@LordPeter，我的目标是编写一个保证运行没有死锁的应用程序。我没有看到数据库保证不会发生死锁的迹象，而如果我推出自己的并发控制，我可以做出这样的保证。回滚事务是不可接受的；一开始就不应该出现死锁。

我没有正确传达这个问题。死锁按定义是一个应用程序错误，DBMS 将通过狙击/杀死其中一个死锁会话来解决该错误。只有当应用程序有问题时才会发生死锁。如果必须的话，可以使用自己的并发控制，但微软、甲骨文、IBM 和一大群 OSS 人员几十年来一直在改进他们的并发控制 - 使用他们为您构建的东西！

@LordPeter，如果应用程序控制建立锁的顺序，死锁只能是应用程序错误。要么提供我可以预期的锁定顺序的解释，要么提供一个有问题的应用程序行为的示例，以便我知道应该避免什么。

【参考方案1】：

只是不要使用那些可能导致死锁的功能。 ON DELETE CASCADE 可以以强制顺序的方式重写，从而避免死锁。

SELECT ... FOR UPDATE 专门设计用于避免锁定 - 它允许您选择并锁定一行，这样您就可以在所有线程上保持一致的顺序。

您必须小心使用它，如果您不了解所有更新的锁定顺序，可能会导致死锁。

【讨论】：

我知道如何替换ON DELETE CASCADE，但是你用什么替换SELECT ... FOR UPDATE？

还有没有其他容易死锁的SQL特性需要这样重写？

@Gili - 可能有许多非标准的 sql 功能（cascade 只是其中之一）。这取决于您使用的是哪个堆栈。

我扫描了 SQL 99 标准。我相信cascade 是标准化的，因为它被多次提及，但是我没有看到任何关于 any 功能的锁定顺序的讨论。这正常吗？

更新：根据***.com/a/112256/14731，您无法防止死锁，只能降低其频率。所以也许我们最好使用ON DELETE CASCADE，以便为数据库提供更多信息，并希望它在后台使用适当的锁定顺序。

【参考方案2】：

几年后，我正在修改接受的答案以声明database deadlocks cannot be prevented。

如果您足够幸运能够将数据库操作分解为一次只与一个表进行交互（这并不总是可能的），那么您将不得不在性能不佳和死锁的可能性之间做出选择。选择你的毒药。

【讨论】：

在语句级别不能确定锁定顺序不是更接近事实吗？它当然可以通过语句的顺序在块级别确定。很简单，任何级联删除都必须作为过程的一部分（在语句之间适当地保持锁）而不是根据约束来完成。

@Steve 我假设您对块的定义是语句的集合。如果是这样，如果不能在语句级别确定锁定顺序，如何在块级别确定锁定顺序？添加锁无济于事，因为个别语句会自行触发死锁。 （本讨论假设单个语句必须针对多个表，并且不能跨多个语句划分。）

单个语句不能（除非我严重遗漏某些内容）自行触发死锁。它总是需要两个单独的语句，在单独的事务中，同时进行交互。此外，一条语句必须 选择多个表 - 我可以先锁定一个表，然后再锁定另一个，然后然后 开始涉及这对表的工作。我不怀疑这种方法，如果始终如一地应用，很快就会让开发人员求饶，但如果死锁绝对不能被提供，并发编程的内在复杂性就是如此。

@Steve 看到您无法控制语句的执行计划，并且同一语句可能会因在不同线程中运行的自身（具有不同的执行计划）而死锁，您本质上提倡的是在SERIALIZABLE 事务隔离中运行。此外，我要指出，如果不冒竞争条件的风险，就无法分解某些语句（例如SELECT employee.name, employer.name FROM employee ee, employer er, WHERE ee.employer_id = er.id）。最后，请参阅***.com/a/25694525/14731“[..] 只读行可能 [...] 导致死锁”

即使SERIALIZABLE 事务也可能死锁。但是相同的语句不能对自身死锁，除非您的意思是在不同的事务中单独并同时执行的相同语句。因此，按固定顺序获取锁的全部目的是防止任何其他事务通过第一个障碍，直到前一个事务完成它的工作。例如。锁定 t1，锁定 t2，在 t1 和 t2 上执行工作。第二个事务执行相同的块，在第一个事务完成之前无法获取 t1 锁（第一步）。