加锁情况与死锁原因分析
为方便大家复现,完整表结构和数据如下:
CREATE TABLE `t3` (
`c1` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`c2` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`c1`),
UNIQUE KEY `c2` (`c2`)
) ENGINE=InnoDB
insert into t3 values(1,1),(15,15),(20,20)
在 session1 执行 commit 的瞬间,我们会看到 session2、session3 的其中一个报死锁。这个死锁是这样产生的:
1. session1 执行 delete 会在唯一索引 c2 的 c2 = 15 这一记录上加 X lock(也就是在MySQL 内部观测到的:X Lock but not gap);
2. session2 和 session3 在执行 insert 的时候,由于唯一约束检测发生唯一冲突,会加 S Next-Key Lock,即对 (1,15] 这个区间加锁包括间隙,并且被 seesion1 的 X Lock 阻塞,进入等待;
3. session1 在执行 commit 后,会释放 X Lock,session2 和 session3 都获得 S Next-Key Lock;
4. session2 和 session3 继续执行插入 *** 作,这个时候 INSERT INTENTION LOCK(插入意向锁)出现了,并且由于插入意向锁会被 gap 锁阻塞,所以 session2 和 session3 互相等待,造成死锁。
死锁日志如下:
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INSERT INTENTION LOCK
在之前的死锁分析第四点,如果不分析插入意向锁,也是会造成死锁的,因为插入最终还是要对记录加 X Lock 的,session2 和 session3 还是会互相阻塞互相等待。
但是插入意向锁是客观存在的,我们可以在官方手册中查到,不可忽略:
Prior to inserting the row, a type of gap lock called an insert intention gap lock is set. This lock signals the intent to insert in such a way that multiple transactions inserting into the same index gap need not wait for each other if they are not inserting at the same position within the gap.插入意向锁其实是一种特殊的 gap lock,但是它不会阻塞其他锁。假设存在值为 4 和 7 的索引记录,尝试插入值 5 和 6 的两个事务在获取插入行上的排它锁之前使用插入意向锁锁定间隙,即在(4,7)上加 gap lock,但是这两个事务不会互相冲突等待。
当插入一条记录时,会去检查当前插入位置的下一条记录上是否存在锁对象,如果下一条记录上存在锁对象,就需要判断该锁对象是否锁住了 gap。如果 gap 被锁住了,则插入意向锁与之冲突,进入等待状态(插入意向锁之间并不互斥)。总结一下这把锁的属性:
1. 它不会阻塞其他任何锁;
2. 它本身仅会被 gap lock 阻塞。
在学习 MySQL 过程中,一般只有在它被阻塞的时候才能观察到,所以这也是它常常被忽略的原因吧...
GAP LOCK
在此例中,另外一个重要的点就是 gap lock,通常情况下我们说到 gap lock 都只会联想到 REPEATABLE-READ 隔离级别利用其解决幻读。但实际上在 READ-COMMITTED 隔离级别,也会存在 gap lock ,只发生在:唯一约束检查到有唯一冲突的时候,会加 S Next-key Lock,即对记录以及与和上一条记录之间的间隙加共享锁。
通过下面这个例子就能验证:
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这里 session1 插入数据遇到唯一冲突,虽然报错,但是对 (15,20] 加的 S Next-Key Lock 并不会马上释放,所以 session2 被阻塞。另外一种情况就是本文开始的例子,当 session2 插入遇到唯一冲突但是因为被 X Lock 阻塞,并不会立刻报错 “Duplicate key”,但是依然要等待获取 S Next-Key Lock 。
有个困惑很久的疑问:出现唯一冲突需要加 S Next-Key Lock 是事实,但是加锁的意义是什么?还是说是通过 S Next-Key Lock 来实现的唯一约束检查,但是这样意味着在插入没有遇到唯一冲突的时候,这个锁会立刻释放,这不符合二阶段锁原则。这点希望能与大家一起讨论得到好的解释。
如果是在 REPEATABLE-READ,除以上所说的唯一约束冲突外,gap lock 的存在是这样的:
普通索引(非唯一索引)的S/X Lock,都带 gap 属性,会锁住记录以及前1条记录到后1条记录的左闭右开区间,比如有[4,6,8]记录,delete 6,则会锁住[4,8)整个区间。
对于 gap lock,相信 DBA 们的心情是一样一样的,所以我的建议是:
1. 在绝大部分的业务场景下,都可以把 MySQL 的隔离界别设置为 READ-COMMITTED;
2. 在业务方便控制字段值唯一的情况下,尽量减少表中唯一索引的数量。
锁冲突矩阵
前面我们说的 GAP LOCK 其实是锁的属性,另外我们知道 InnoDB 常规锁模式有:S 和 X,即共享锁和排他锁。锁模式和锁属性是可以随意组合的,组合之后的冲突矩阵如下,这对我们分析死锁很有帮助:
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mysql 为并发事务同时对一条记录进行读写时,提出了两种解决方案:1)使用 mvcc 的方法,实现多事务的并发读写,但是这种读只是“快照读”,一般读的是历史版本数据,还有一种是“当前读”,一般加锁实现“当前读”,或者 insert、update、delete 也是当前读。
2)使用加锁的方法,锁分为共享锁(读锁),排他锁(写锁)
快照读:就是select
当前读:特殊的读 *** 作,插入/更新/删除 *** 作,属于当前读,处理的都是当前的数据,需要加锁。
mysql 在 RR 级别怎么处理幻读的呢?一般来说,RR 级别通过 mvcc 机制,保证读到低于后面事务的数据。但是 select for update 不会触发 mvcc,它是当前读。如果后面事务插入数据并提交,那么在 RR 级别就会读到插入的数据。所以,mysql 使用 行锁 + gap 锁(简称 next-key 锁)来防止当前读的时候插入。
Gap Lock在InnoDB的唯一作用就是防止其他事务的插入 *** 作,以此防止幻读的发生。
Innodb自动使用间隙锁的条件:
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