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超赞,InnoDB调试死锁的方法!

架构师之路 2019-01-18
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近期写了不少InnoDB锁相关的文章,不少小伙伴问,如何在MySQL终端模拟并发事务,如何复现之前文章中的案例。今天,咱们一起动起手来,模拟并发事务的互斥与死锁。

 

【事前准备】

  • 安装MySQL服务端

  • 安装MySQL客户端

  • 安装能够模拟多个并发事务的终端

画外音:楼主使用的是MySQL5.6,官方客户端mysql,模拟并发终端用的SecureCRT。

 

【配置的确认与修改】

要测试InnoDB的锁互斥,以及死锁,有几个配置务必要提前确认:

  • 区间锁是否关闭

  • 事务自动提交(auto commit)是否关闭

  • 事务的隔离级别(isolation level)

这几个参数,会影响实验结果。


【事务的隔离级别】辅助材料:

《》


间隙锁是否关闭

区间锁(间隙锁,临键锁)是InnoDB特有施加在索引记录区间的锁,MySQL5.6可以手动关闭区间锁,它由innodb_locks_unsafe_for_binlog参数控制:

  • 设置为ON,表示关闭区间锁,此时一致性会被破坏(所以是unsafe)

  • 设置为OFF,表示开启区间锁

 

可以这么查询该参数:

show global variables like "innodb_locks%";


【间隙锁,临键锁】辅助材料:


事务自动提交

MySQL默认把每一个单独的SQL语句作为一个事务,自动提交。

 

可以这么查询事务自动提交的参数:

show global variables like "autocommit";

 

事务的隔离级别

不同事务的隔离级别,InnoDB的锁实现是不一样。


可以这么查询事务的隔离级别:

show global variables like "tx_isolation";

 

可以这么设置事务的隔离级别:

set session transaction isolation level X;

X取:

read uncommitted

read committed

repeatable read

serializable 

这三个参数,MySQL5.6的默认值如上:

  • OFF,表示使用区间锁

  • On,表示事务自动提交

  • RR,事务隔离级别为可重复读

 

要模拟并发事务,需要修改事务自动提交这个选项,每个session要改为手动提交


任何连上MySQL的session,都要手动执行:

set session autocommit=0;

以手动控制事务的提交。

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如上图,需要把session的autocommit设置为OFF。

可以看到,修改session变量,并不影响global变量,全局其他的session仍然是ON。

画外音:session变量默认继承global变量,也可以单独修改。


【数据准备】

InnoDB的行锁都是实现在索引上的,实验可以使用主键,建表时设定为innodb引擎:

create table t (

id int(10) primary key

)engine=innodb;

 

插入一些实验数据:

start transaction;

insert into t values(1);

insert into t values(3);

insert into t values(10);

commit;

 

这是实验的初始状态,不同实验开始之初,都默认回到初始状态。

 

【实验一,间隙锁互斥】

开启区间锁,RR的隔离级别下,上例会有:

(-infinity, 1)

(1, 3)

(3, 10)

(10, infinity)

这四个区间。

 

事务A删除某个区间内的一条不存在记录,获取到共享间隙锁,会阻止其他事务B在相应的区间插入数据,因为插入需要获取排他间隙锁

 

session A:

set session autocommit=0;

start transaction;

delete from t where id=5;


session B:

set session autocommit=0;

start transaction;

insert into t values(0);

insert into t values(2);

insert into t values(12);

insert into t values(7);

 

事务B插入的值:0, 2, 12都不在(3, 10)区间内,能够成功插入,而7在(3, 10)这个区间内,会阻塞。

 

可以使用:

show engine innodb status;

来查看锁的情况。 

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如上图,可以看到(请把图放大):

insert into t values(7);

正在等待共享间隙锁的释放。

 

如果事务A提交或者回滚,事务B就能够获得相应的锁,以继续执行。


如果事务A一直不提交,事务B会一直等待,直到超时,超时后会显示:

ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

 

【实验二,共享排他锁死锁】

回到数据的初始状态,这次需要三个并发的session。

画外音:SecureCRT得开三个窗口了。

 

session A先执行:

set session autocommit=0;

start transaction;

insert into t values(7);

 

session B后执行:

set session autocommit=0;

start transaction;

insert into t values(7);

 

session C最后执行:

set session autocommit=0;

start transaction;

insert into t values(7);

 

三个事务都试图往表中插入一条为7的记录:

(1)A先执行,插入成功,并获取id=7的排他锁;

(2)B后执行,需要进行PK校验,故需要先获取id=7的共享锁,阻塞;

(3)C后执行,也需要进行PK校验,也要先获取id=7的共享锁,也阻塞;

 

如果此时,session A执行:

rollback;

id=7排他锁释放。

 

则B,C会继续进行主键校验:

(1)B会获取到id=7共享锁,主键未互斥;

(2)C也会获取到id=7共享锁,主键未互斥;

 

B和C要想插入成功,必须获得id=7的排他锁,但由于双方都已经获取到id=7的共享锁,它们都无法获取到彼此的排他锁,死锁就出现了。

 

当然,InnoDB有死锁检测机制,B和C中的一个事务会插入成功,另一个事务会自动放弃:

ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

 

【实验三,并发间隙锁的死锁】

共享排他锁,在并发量插入相同记录的情况下会出现,相应的案例比较容易分析。而并发的间隙锁死锁,是比较难定位的。

 

回到数据的初始状态,这次需要两个并发的session,其SQL执行序列如下:

 

A:set session autocommit=0;

A:start transaction;

A:delete from t where id=6;

         B:set session autocommit=0;

         B:start transaction;

         B:delete from t where id=7;

A:insert into t values(5);

         B:insert into t values(8);

 

A执行delete后,会获得(3, 10)的共享间隙锁。

B执行delete后,也会获得(3, 10)的共享间隙锁。

A执行insert后,希望获得(3, 10)的排他间隙锁,于是会阻塞。

B执行insert后,也希望获得(3, 10)的排他间隙锁,于是死锁出现。

 

仍然使用:

show engine innodb status;

来查看死锁的情况。

事务1占有什么锁,请求什么锁;事务2占有什么锁,请求什么锁,一清二楚(请把图放大)

 

另外,检测到死锁后,事务2自动回滚了:

WE ROLL BACK TRANSACTION (2)

事务1将会执行成功。

 

【总结】

说了很多,希望大家能起手来,这样对InnoDB锁的机制,以及锁的调试印象会更加深刻:

  • 并发事务,间隙锁可能互斥

(1)A删除不存在的记录,获取共享间隙锁;

(2)B插入,必须获得排他间隙锁,故互斥;

  • 并发插入相同记录,可能死锁(某一个回滚)

  • 并发插入,可能出现间隙锁死锁(难排查)

  • show engine innodb status; 可以查看InnoDB的锁情况,也可以调试死锁

 

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