MySQL 死锁分析的两个工具（22/38）

show engine innodb status + explain——复现一次「各改各的数据却死锁」的诡异案例

《数据库内核原理》第 22 篇：MySQL 死锁分析的两个工具。

数据库死锁，是最难调试与追踪的。

场景如下：

同一个表，事务内先插入一条记录，再更新这条记录，并发时会死锁。

并且能够复现。

可以通过什么工具模拟并发事务，查看信息，解决问题呢？这是今天要分享的内容。

前置准备

set session transaction isolation level repeatable read;
set session autocommit=0;

create table t (
id int(20) primary key AUTO_INCREMENT,
cell varchar(20) unique
)engine=innodb;

start transaction;
insert into t(cell) values(11111111111);
insert into t(cell) values(22222222222);
insert into t(cell) values(33333333333);
commit;

说明：

（1）案发时，事务隔离级别RR；

（2）多终端实验，需要关闭事务自动提交；

（3）建表，设置PK与unique，初始化数据；

并发事务模拟

Session A：
start transaction;
insert into t(cell)values(44444444444);  [1]
        Session B：
        start transaction;
        insert into t(cell) values(55555555555); [2]
update t set cell=123 where cell=44444444444; [3]
        update t set cell=456 where cell=55555555555; [4]

开启两个终端模拟并发事务：

（1）红色SQL为事务A；

（2）黑色SQL为事务B；

（3）[1][2][3][4]为执行时序；

实验现象

insert into t(cell)values(44444444444); [1]

事务A插入数据，最先执行

结果：插入成功

insert into t(cell) values(55555555555); [2]

事务B插入数据，第二执行

结果：插入成功

update t set cell=123 where cell=44444444444; [3]

事务A修改[1]中插入的数据，第三执行

结果：阻塞，等待执行结果

修改一条自己插入的数据，在等待什么呢？

update t set cell=456 where cell=55555555555; [4]

事务B修改[2]中插入的数据，最后执行

结果：

（1）事务B死锁，事务B被回滚；

（2）事务A中，[3]语句阻塞结束，执行成功；

说明事务A中阻塞的语句，确实在等事务B中的某个锁。

结果分析

两个事务，各自修改自己插入的数据，却产生了死锁，确实诡异。

上述实验现象的两个核心问题是：

（1）语句[3]阻塞，在等待什么锁？

（2）语句[4]死锁，此时事务A和事务B一定是彼此占住一把锁，请求彼此的锁，这些锁又是什么呢？

工具一：show engine innodb status

show engine innodb status;

前文第 23 篇《InnoDB 死锁怎么调试？三个实验动手复现》就详细分享过，InnoDB死锁的分析实践。

执行之后，显示的内容如下（放大仔细看）：

信息很多，别急，楼主娓娓道来。

第一部分，关键词是：

（1）Transaction 1，事务3998；

（2）在执行

update t set cell=123 where cell=44444444444;

（3）正在等待锁释放(waiting for this lock to be granted)，记录锁(record locks)，主键索引上(index primary)，互斥锁(lock_mode X)，物理记录(physical record)，asc 55555555555;

英文比较差没事，抓关键词。

InnoDB存储引擎，聚集索引与非聚集索引的实现方式，决定了锁会加在聚集索引上，详见文章：第 4 篇《都是 B+树，MyISAM 与 InnoDB 的索引有什么差异？》。

第二部分，关键词是：

（1）Transaction 2，事务3999；

（2）正在执行

update t set cell=456 where cell=55555555555;

（3）持有锁(holds the lock)，记录锁(record locks)，主键索引上(index primary)，互斥锁(lock_mode X)，物理记录(physical record)，asc 55555555555;

（4）正在等待锁释放(waiting for this lock to be granted)，记录锁(record locks)，主键索引上(index primary)，互斥锁(lock_mode X)，物理记录(physical record)，asc 11111111111;

（5）事务2回滚(we roll back transaction 2)；

通过show engine innodb status; 能够看到很多事务与锁之间的信息，对分析问题十分有帮助，这些信息，能够解释一些问题，但仍有两个疑惑：

（1）事务1为啥想拿55555555555的锁？

这正是，事务1被阻塞的原因。

（2）事务2为啥想拿11111111111的锁？死锁的发生，说明事务1此时真占着11111111111的锁，这又是为什么呢？

第一个事务占111抢555，第二个事务占555抢111，循环嵌套，才会死锁。

工具二：explain

explain

为了进一步寻找原因，可以通过explain看下导致死锁语句的执行计划。

explain update t set cell=456 where cell=55555555555;

select_type：SIMPLE

这是一个简单类型的SQL语句，不含子查询或者UNION。

type：index

访问类型，即找到所需数据使用的遍历方式，潜在的方式有：

（1）ALL（Full Table Scan）：全表扫描；

（2）index：走索引的全表扫描；

（3）range：命中where子句的范围索引扫描；

（4）ref/eq_ref：非唯一索引/唯一索引单值扫描；

（5）const/system：常量扫描；

（6）NULL：不用访问表；

上述扫描方式，ALL最慢，逐步变快，NULL最快。

怀疑点1：明明cell字段有uniq索引，为何要进行走PK索引的全表扫描呢？

possible_keys：NULL

可能在哪个索引找到记录。

key：PRIMARY

实际使用索引。

使用PK进行的全表扫描。

ref：NULL

哪些列，或者常量用于查找索引上的值。

怀疑点2：where条件中的查询条件55555555555，本来应该作为在索引上被检索的值呀？

rows：5

找到所需记录，预估需要读取的行数。

怀疑点3：明明修改的是5，为何初始化的1，2，3，以及第一个事务插入的4，以及第二个事务插入的5，都要被读取呢？不应该全表扫描呀。

通过explain，基本已经可以判断：

update t set cell=456 where cell=55555555555;

并没有和我们预想一样，走cell索引进行查询，而是走了PK索引进行了全表扫描。

再仔细一看：

create table t (
id int(20) primary key AUTO_INCREMENT,
cell varchar(20) unique
)engine=innodb;

建表的时候cell定义的是字符串类型。

而更新的时候，

update t set cell=456 where cell=55555555555;

使用的是整数类型。

类型转换，会导致全表扫描，出现锁升级，锁住全部记录。

加上引号，再次通过explain验证一下：

explain update t set cell= '456 ' where cell= '55555555555 ';

果然印证了猜想：

（1）type：range，变为了走索引的字符串比对，范围扫描；

（2）possible_keys：cell，通过cell索引找到了记录；

（3）key：cell，实际使用cell索引；

（4）ref：const，使用了常量’ 555’进行比对；

（5）rows：1，预估读取行数是1；

这下全部可以解释了。

总结

就本例而言：需要注意字符串与整数之间的强制类型转换，有时候少一个引号，就会使得行锁升级为表锁。

死锁是MySQL中非常难调试的问题，常见的思路与方法有：

（1）通过多终端模拟并发事务，复现死锁；

（2）通过show engine innodb status; 可以查看事务与锁的信息；

（3）通过explain可以查看执行计划；

思路比结论更重要，希望大家有收获。

末了，有很多同学通过经验，分析出了是强制类型转换的原因，赞！

检验一下

工具看懂了，接下来该动手了。第 23 篇，三个实验，亲手复现 InnoDB 的锁互斥与死锁。

知其然，知其所以然。思路比结论更重要。