造成死锁的原因

合集 - 数据库(6)

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收起

死锁是指两个或多个事务在竞争资源时形成的一种循环等待，导致它们都无法继续执行的情况。发生死锁的原因通常与资源的加锁顺序和并发操作有关。以下是死锁的详细分析：

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1. 死锁的必要条件

根据死锁的四个必要条件（Coffman 条件），只要全部满足，就可能发生死锁：

条件	说明
互斥（Mutual Exclusion）	资源一次只能被一个事务持有（例如一个锁）。
持有并等待	事务持有资源时，同时等待其他事务持有的资源。
不可剥夺	资源只能由持有者主动释放，不能被强制剥夺。
循环等待	存在一个事务链，每个事务等待下一个事务持有的资源，最终形成循环。

只要避免这四个条件中的任何一个，死锁就不会发生。

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2. 导致死锁的常见场景

以下是一些容易造成死锁的操作模式：

(1) 加锁顺序不一致

两个事务以不同的顺序请求资源，从而形成循环等待。

• 事务 A：先锁定资源 X，再等待锁定资源 Y。
• 事务 B：先锁定资源 Y，再等待锁定资源 X。

示例 SQL：

-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM table1 WHERE id = 1 FOR UPDATE;  -- 锁定资源 X
SELECT * FROM table2 WHERE id = 2 FOR UPDATE;  -- 等待资源 Y
 
-- 事务 B
START TRANSACTION;
SELECT * FROM table2 WHERE id = 2 FOR UPDATE;  -- 锁定资源 Y
SELECT * FROM table1 WHERE id = 1 FOR UPDATE;  -- 等待资源 X

死锁原因：两个事务都在等待对方释放资源。

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(2) 持有锁的时间过长

一个事务长时间占用锁资源，导致其他事务等待，最终可能形成循环等待。

• 事务 A：长时间锁定资源。
• 事务 B：等待资源的同时，锁定了另一个资源，阻塞其他事务。

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(3) 事务隔离级别导致

在高隔离级别（如 Serializable）下，事务间的加锁机制更严格，容易导致死锁。

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(4) 大量并发更新

多个事务对相同的资源进行更新，且同时加锁，形成资源争用。

示例 SQL：

-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1; -- 锁定记录 1
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2; -- 等待记录 2
 
-- 事务 B
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 2; -- 锁定记录 2
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 1; -- 等待记录 1

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3. 如何避免死锁

(1) 统一加锁顺序

确保所有事务按照相同的顺序请求资源，避免循环等待。

-- 统一加锁顺序：先锁定 table1，再锁定 table2
START TRANSACTION;
SELECT * FROM table1 WHERE id = 1 FOR UPDATE;
SELECT * FROM table2 WHERE id = 2 FOR UPDATE;
COMMIT;

(2) 减少锁的持有时间

尽量缩短事务的执行时间，避免长时间持有锁。

-- 推荐做法：将事务逻辑尽量精简
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

(3) 设置合理的锁等待超时

设置锁等待超时值，当事务等待超过一定时间后自动回滚。

-- 设置锁等待超时时间（以秒为单位）
SET innodb_lock_wait_timeout = 10;

(4) 降低事务隔离级别

在允许的情况下，使用较低的隔离级别（如 Read Committed 或 Repeatable Read），减少加锁范围。

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4. 死锁检测与处理

现代数据库（如 MySQL 的 InnoDB 引擎）有自动死锁检测机制，会在检测到死锁后自动回滚其中一个事务。

死锁错误示例：

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

解决方法

1. 捕获死锁异常并重试事务。
2. 优化事务逻辑，避免死锁发生。

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5. 总结

• 死锁主要由循环等待和资源争用引起。
• 遵循统一加锁顺序和短事务优先的原则可以有效避免死锁。
• 利用数据库的死锁检测机制可以快速恢复。

注意：该内容由由AIGC提供。