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線上BUG：MySQL死鎖分析實戰

作者： Howinfun
數據庫 MySQL
我們不需要關注截圖中得其他信息，只要能看到打印得org.springframework.dao.DeadlockLoserDataAccessException就足夠了，就是MySQL發生死鎖導致服務拋異常。

 [[409159]]

本文轉載自微信公眾號「不送花的程序猿」，作者Howinfun 。轉載本文請聯系不送花的程序猿公眾號。  

1 線上告警

我們不需要關注截圖中得其他信息，只要能看到打印得org.springframework.dao.DeadlockLoserDataAccessException就足夠了，就是MySQL發生死鎖導致服務拋異常。

關于接口的邏輯，可以大概描述為：C端調用接口查詢店鋪的追蹤事件列表，如果查詢為空列表則順便給初始化，這里的初始化是批量插入一批事件追蹤列表，然后再返回，這里要給到一個關于表的信息點：這個表有主鍵索引和唯一索引。

1.1 云日志&死鎖日志

不管是云日志還是死鎖日志，都是顯示著是并發重復插入導致的死鎖，下面我就簡單放一下云日志的截圖，關于死鎖的日志就不放了，因為下面將自己弄個demo來仿造并發重復請求導致批量插入發生死鎖。

2 相關鎖概念

2.1 INSERT語句如何加鎖

首先我們得先知道在執行 INSERT 語句時，引擎(默認InnoDb)是如何加鎖的。

默認情況下，執行 INSERT 語句是不用加鎖的，

不過如果事務中執行一條 INSERT 語句，會先定位到該記錄在 B+ 樹的位置時，接著判斷該位置的下一條記錄被加了 grap 鎖;如果是的話會在記錄上加上一種類型為插入意向鎖的鎖，最后事務進入等待狀態。

插入意向鎖是行級別的，也是一種間隙鎖。插入意向鎖之間互相兼容，多個事務可以同時對同一區間加上插入意向鎖;還有在事務中，如果成功插入記錄并且還未提交事務，那么當前事務還會持有插入記錄的行鎖。

2.2 鍵發生重復沖突

如果當插入記錄時遇到重復鍵，當前事務會在生成錯誤信息前，對記錄加上S鎖，如果是唯一索引發生的重復鍵，會加上S型的next-key鎖。

3 實踐出真知

下面我們開始上例子了。

3.1 表信息

使用現有的表：

  • 用戶表
  • 字段有：id、name、gender、user_type
  • id為主鍵，name加了唯一索引;這里加唯一索引是要和上面的告警對齊。
  1. CREATE TABLE `user` ( 
  2.   `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
  3.   `name` varchar(20) NOT NULL, 
  4.   `gender` char(1) NOT NULL, 
  5.   `user_type` varchar(2) NOT NULL, 
  6.   PRIMARY KEY (`id`), 
  7.   UNIQUE KEY `uk_name` (`name`) 
  8. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; 

3.2 單元測試

接著是單元測試：

entity、mapper和service就直接省略過了。

單元測試主要是為了模擬線上的場景，前端并發發起請求，導致發生并發批量插入同一批數據。

3.2.1 代碼如下

模擬并發數3：

  1. @SpringBootTest(classes = MysqlInActionApplication.class) 
  2. @RunWith(SpringRunner.class) 
  3. public class MysqlInActionApplicationTests { 
  4.  
  5.   @Autowired 
  6.   private UserService userService; 
  7.    
  8.   /** 
  9.    * 線程數 
  10.    */ 
  11.   private static final int threadNum = 3; 
  12.   /** 
  13.    * 控制同時請求 
  14.    */ 
  15.   private static final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadNum); 
  16.  
  17.   /** 
  18.    * 用戶請求 
  19.    */ 
  20.   class UserRequest implements Runnable{ 
  21.  
  22.     @Override 
  23.     public void run() { 
  24.       try { 
  25.         // 等待 
  26.         countDownLatch.await(); 
  27.       } catch (InterruptedException e) { 
  28.         e.printStackTrace(); 
  29.       } 
  30.       // 批量插入用戶，插入數據不變 
  31.       saveUserList(); 
  32.     } 
  33.   } 
  34.  
  35.   @Test 
  36.   public void contextLoads() { 
  37.     for (int i = 0; i < threadNum; i++) { 
  38.       new Thread(new UserRequest()).start(); 
  39.       // 計數減一 
  40.       countDownLatch.countDown(); 
  41.     } 
  42.     try { 
  43.       Thread.currentThread().join(); 
  44.     } catch (InterruptedException e) { 
  45.       e.printStackTrace(); 
  46.     } 
  47.   } 
  48.  
  49.   /** 
  50.    * 批量插入用戶 
  51.    */ 
  52.   public void saveUserList(){ 
  53.     List<User> userList = new ArrayList<>(); 
  54.     userList.add(new User().setName("winfun").setGender("m").setUserType("1")); 
  55.     userList.add(new User().setName("fenghao").setGender("w").setUserType("2")); 
  56.     userList.add(new User().setName("luff").setGender("m").setUserType("1")); 
  57.     this.userService.saveBatch(userList); 
  58.   } 
  59. } 

3.2.2 運行結果

我們可以看到，基本和上面的告警信息是保持一致的了，直接拋出死鎖的異常。

3.3 MySQL 日志

我們再看看mysql的死鎖日志：

  1. show engine innodb status; 
  1. ------------------------ 
  2. LATEST DETECTED DEADLOCK 
  3. ------------------------ 
  4. 2021-07-03 12:36:02 0x7000082df000 
  5. *** (1) TRANSACTION: 
  6. TRANSACTION 25374, ACTIVE 0 sec inserting 
  7. mysql tables in use 1, locked 1 
  8. LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 1136, 1 row lock(s), undo log entries 1 
  9. MySQL thread id 17, OS thread handle 123145438982144, query id 356 localhost 127.0.0.1 root update 
  10. INSERT INTO user  ( gender, 
  11. name, 
  12. user_type )  VALUES  ( 'm', 
  13. 'winfun', 
  14. '1' ) 
  15. *** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 
  16. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25374 lock mode S waiting 
  17. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  18.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  19.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 
  20.  
  21. *** (2) TRANSACTION: 
  22. TRANSACTION 25373, ACTIVE 0 sec inserting 
  23. mysql tables in use 1, locked 1 
  24. 3 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s), undo log entries 2 
  25. MySQL thread id 19, OS thread handle 123145439539200, query id 369 localhost 127.0.0.1 root update 
  26. INSERT INTO user  ( gender, 
  27. name, 
  28. user_type )  VALUES  ( 'w', 
  29. 'fenghao', 
  30. '2' ) 
  31. *** (2) HOLDS THE LOCK(S): 
  32. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25373 lock_mode X locks rec but not gap 
  33. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  34.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  35.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 
  36.  
  37. *** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 
  38. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25373 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting 
  39. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  40.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  41.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 
  42.  
  43. *** WE ROLL BACK TRANSACTION (1) 

3.3.1 事務一信息

  1. *** (1) TRANSACTION: 
  2. TRANSACTION 25374, ACTIVE 0 sec inserting 
  3. mysql tables in use 1, locked 1 
  4. LOCK WAIT 2 lock struct(s), heap size 1136, 1 row lock(s), undo log entries 1 
  5. MySQL thread id 17, OS thread handle 123145438982144, query id 356 localhost 127.0.0.1 root update 
  6. INSERT INTO user  ( gender, 
  7. name, 
  8. user_type )  VALUES  ( 'm', 
  9. 'winfun', 
  10. '1' ) 

事務一的trascationId為25374，存活0秒

事務一執行的SQL為：INSERT INTO user ( gender,name,user_type ) VALUES ( 'm','winfun','1' )語句

  1. INSERT INTO user ( gender,name,user_type ) VALUES ( 'm','winfun','1' ) 

3.3.2 事務一正在等待的鎖

  1. *** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 
  2. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25374 lock mode S waiting 
  3. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  4.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  5.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 

事務一正在等待插入記錄的S型的next-key鎖。

3.3.3 事務二的信息

  1. *** (2) TRANSACTION: 
  2. TRANSACTION 25373, ACTIVE 0 sec inserting 
  3. mysql tables in use 1, locked 1 
  4. 3 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s), undo log entries 2 
  5. MySQL thread id 19, OS thread handle 123145439539200, query id 369 localhost 127.0.0.1 root update 
  6. INSERT INTO user  ( gender, 
  7. name, 
  8. user_type )  VALUES  ( 'w', 
  9. 'fenghao', 

事務二的事務ID為25373，存活0秒

事務一執行的SQL為：INSERT INTO user ( gender,name,user_type ) VALUES ( 'w','fenghao','2' )語句

  1. INSERT INTO user ( gender,name,user_type ) VALUES ( 'w','fenghao','2' ) 

3.3.4 事務二持有鎖信息

  1. *** (2) HOLDS THE LOCK(S): 
  2. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25373 lock_mode X locks rec but not gap 
  3. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  4.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  5.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 

事務二持有 name 為 winfun 這一行唯一二級索引的X鎖，但不是gap鎖。

3.3.5 事務二等待的鎖

  1. *** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: 
  2. RECORD LOCKS space id 62 page no 4 n bits 72 index uk_name of table `test`.`user` trx id 25373 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting 
  3. Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0 
  4.  0: len 6; hex 77696e66756e; asc winfun;; 
  5.  1: len 8; hex 0000000000000001; asc         ;; 

事務二在添加插入意向鎖時發現記錄已經被加上X型的間隙鎖，所以無法添加，只能等待鎖釋放。

3.3.6 最后的解決

  1. *** WE ROLL BACK TRANSACTION (1) 

InnoDb 回滾了事務一，從而讓事務一接觸

3.4 分析總結：

  • 事務一和事務二是并發批量插入同一批數據
  • 事務二先執行，成功插入 winfun這條記錄，然后對這條記錄加上了行鎖
  • 接著事務一進來了，發現winfun這個key是重復沖突了，接著在返回報錯信息前，對winfun這條記錄加上S型的next-key鎖，但是發現winfun這條記錄上已經有一個行鎖，所以只能等待
  • 接著事務二進行第二條記錄的插入，即插入fenghao;此時發現它的下一條記錄，即winfun記錄處已經有事務一要加入next-key鎖，導致產生沖突，所以事務二也進入等待
  • 最后，只能回滾事務一，從而讓事務二完整執行下去。

4 最后

最后如何解決線上這個問題呢?

其實很簡單，可以上分布式鎖，但是我們這場景沒有必要，反而會一定程度上增加接口的耗時;并且我們這個是C端接口，完全沒有必要擁有初始化店鋪數據的能力，把這能力保留在Admin端的接口即可;所以最后將初始化，即批量插入初始化數據的邏輯干掉即可～

 

責任編輯：武曉燕 來源： 不送花的程序猿
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