数据库死锁

Posted 2020-06-21 Weagle

基本解释

每个使用关系型数据库的程序都可能遇到数据死锁的情况。理解什么是死锁之前先要了解锁定的概念：

多数情况下，可以认为如果一个资源被锁定，它总会在以后某个时间被释放。而死锁发生在当多个进程访问同一数据库时，其中每个进程拥有的锁都是其他进程所需的，由此造成每个进程都无法继续下去。简单的说，进程A等待进程B释放他的资源，B又等待A释放他的资源，这样就互相等待就形成死锁。

产生死锁的必要条件

虽然进程在运行过程中，可能发生死锁，但死锁的发生也必须具备一定的条件，死锁的发生必须具备以下四个必要条件。

1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。

2）请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。

3）不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

4）环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。

 

在出现死锁时，可通过破坏条件3）达到解除死锁的目的，其他的3个条件只能作为死锁的预防。数据库系统通常通过一定的死锁检测机制发现死锁，强制回滚代价相对小的事务，达到解除死锁的目的。

死锁原因

一般情况只发生锁超时，就是一个进程需要访问数据库表或者字段的时候，另外一个程序正在执行带锁的访问（比如修改数据），那么这个进程就会等待，当等了很久锁还没有解除的话就会锁超时，报告一个系统错误，拒绝执行相应的SQL操作。

发生死锁的情况比较少，比如一个进程需要访问两个资源（数据库表或者字段），当获取一个资源的时候进程就对它执行锁定，然后等待下一个资源空闲，这时候如果另外一个进程也需要两个资源，而已经获得并锁定了第二个资源，那么就会死锁，因为当前进程锁定第一个资源等待第二个资源，而另外一个进程锁定了第二个资源等待第一个资源，两个进程都永远得不到满足。

数据库死锁的解决方案。

死锁的预防和解除：

理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。此外，也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源,在系统运行过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配 。因此，对资源的分配要给予合理的规划。

如何将死锁减至最少

虽然不能完全避免死锁，但可以使死锁的数量减至最少。将死锁减至最少可以增加事务的吞吐量并减少系统开销，因为只有很少的事务回滚，而回滚会取消事务执行的所有工作。由于死锁时回滚而由应用程序重新提交。

下列方法有助于最大限度地降低死锁：

（1）按同一顺序访问对象。

（2）避免事务中的用户交互。

（3）保持事务简短并在一个批处理中。

（4）使用低隔离级别。

（5）使用绑定连接。

按同一顺序访问对象

如果所有并发事务按同一顺序访问对象，则发生死锁的可能性会降低。例如，如果两个并发事务获得 Supplier 表上的锁，然后获得 Part 表上的锁，则在其中一个事务完成之前，另一个事务被阻塞在 Supplier 表上。第一个事务提交或回滚后，第二个事务继续进行。不发生死锁。将存储过程用于所有的数据修改可以标准化访问对象的顺序。

避免事务中的用户交互

避免编写包含用户交互的事务，因为运行没有用户交互的批处理的速度要远远快于用户手动响应查询的速度，例如答复应用程序请求参数的提示。例如，如果事务正在等待用户输入，而用户去吃午餐了或者甚至回家过周末了，则用户将此事务挂起使之不能完成。这样将降低系统的吞吐量，因为事务持有的任何锁只有在事务提交或回滚时才会释放。即使不出现死锁的情况，访问同一资源的其它事务也会被阻塞，等待该事务完成。

保持事务简短并在一个批处理中

在同一数据库中并发执行多个需要长时间运行的事务时通常发生死锁。事务运行时间越长，其持有排它锁或更新锁的时间也就越长，从而堵塞了其它活动并可能导致死锁。

保持事务在一个批处理中，可以最小化事务的网络通信往返量，减少完成事务可能的延迟并释放锁。

使用低隔离级别

确定事务是否能在更低的隔离级别上运行。执行提交读允许事务读取另一个事务已读取（未修改）的数据，而不必等待第一个事务完成。使用较低的隔离级别（例如提交读）而不使用较高的隔离级别（例如可串行读）可以缩短持有共享锁的时间，从而降低了锁定争夺。

使用绑定连接

使用绑定连接使同一应用程序所打开的两个或多个连接可以相互合作。次级连接所获得的任何锁可以象由主连接获得的锁那样持有，反之亦然，因此不会相互阻塞。

 

锁之间的关系：

 

已有\欲加	排它锁（X）	共享锁（S）
排它锁	冲突	冲突
共享锁（S）	冲突	兼容

加锁方式：

外部加锁：

由应用程序添加，锁依赖关系较容易分析

#共享锁（S）
select * from table lock in share mode

#排它锁（X）

select * from table for update

内部加锁：

为了实现ACID特性，由数据库系统内部自动添加

加锁规则繁琐，与SQL执行计划、事务隔离级别、表索引结构有关

同样可以加共享锁和排它锁

 

 注：mysql数据库读取都是快照读，Innodb实现了多版本控制（MVCC），支持不加锁的快照读。

select * from table where ...

能够保证一个select结果集是一致的，但不能保证同一个事务内部，select语句和其它语句的数据一致性，如果业务需要，需要通过外部显示加锁。

需要持有锁的SQL

select * from table lock in share mode

select * from table for update

update from table set ....

insert into ....

delete from table ....

 

分析死锁的常用办法：

show engine innodb status