记一次线上SQL死锁事故

一、 引言

SQL死锁是一个常见且复杂的并发控制问题。当多个事务在数据库中互相等待对方释放锁时，就会形成死锁，从而导致事务无法继续执行，影响系统的性能和可用性。死锁不仅会导致数据库操作的阻塞，增加延迟，还可能对系统的稳定性和响应速度产生严重影响。因此，了解死锁的成因、识别死锁的方式以及采取有效的防范和解决措施，对于数据库管理员和开发人员而言，具有重要的实践意义。本文将根据一次线上SQL死锁的真实案例刨析发生的机制、如何检测死锁及常见的解决策略，以帮助提高数据库系统的效率和可靠性。

二、线上SQL死锁的背景

之前自己参与过一个农业类项目，在项目初期，我们是没有将读写表分离的，而是基于一个主库完成读写操作。后面随着业务方的推广业务量逐渐增大，我们偶尔会收到系统的异常报警信息，DBA 通知我们数据库出现了死锁异常。业务开始是比较简单的，就是新增订单、修改订单、查询订单等操作，那为什么会出 现死锁呢？经过日志分析，我们发现是作为幂等性校验的一张表经常出现死锁异常。

接下来我将在本地复现该问题，帮助我们更好的去理解SQL死锁的原因。

首先，创建一张订单记录表，该表主要用于校验订单重复创建：

CREATE TABLE `order_record` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `order_no` int(11) DEFAULT NULL,
 `status` int(4) DEFAULT NULL,
 `create_date` datetime(0) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
 INDEX `idx_order_status`(`order_no`,`status`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB

为了能重现该问题，我们先将事务设置为手动提交。MySQL 数据库默认情况下是自动提交事务，我们可以通过以 下命令行查看自动提交事务是否开启：

先将 MySQL 数据库的事务提交设置为手动提交，我们可以看见此时已经改为手动提交了。

当时订单在做幂等性校验时，先是通过订单号检查订单是否存在，如果不存在则新增订单记录。 知道具体的逻辑之后，我们再来模拟创建产生死锁的运行 SQL 语句。首先，我们模拟新建两个订单，并按照以下顺序执行幂等性校验 SQL 语句

此时，我们会发现两个事务已经进入死锁状态。我们可以在 performance_schema 数据库 中查询到具体的死锁情况，如下图所示：

你可能会想，为什么 SELECT 要加 for update 排他锁，而不是使用共享锁呢？试 想下，如果是两个订单号一样的请求同时进来，就有可能出现幻读。也就是说，一开始事务 A 中的查询没有该订单号，后来事务 B 新增了一个该订单号的记录，此时事务 A 再新增一条该订单号记录，就会创建重复的订单记录。面对这种情况，我们可以使用锁间隙算法来防 止幻读。

三、产生死锁的原因

在开始问题之前我们先来回想一下行锁的具体实现算法有那些？行锁的具体实现算法有三种：record lock、gap lock 以及 next-key lock。record lock 是专门对索引项加锁；gap lock 是对索引项之间的间隙加锁；next-key lock 则是前面两 种的组合，对索引项以其之间的间隙加锁。

只在可重复读或以上隔离级别下的特定操作才会取得 gap lock 或 next-key lock，在 Select、Update 和 Delete 时，除了基于唯一索引的查询之外，其它索引查询时都会获取 gap lock 或 next-key lock，即锁住其扫描的范围。主键索引也属于唯一索引，所以主键 索引是不会使用 gap lock 或 next-key lock。 在 MySQL 中，gap lock 默认是开启的，即 innodb_locks_unsafe_for_binlog 参数值是 disable 的，且 MySQL 中默认的是 RR 事务隔离级别。

当我们执行以下查询 SQL 时，由于 order_no 列为非唯一索引，此时又是 RR 事务隔离级 别，所以 SELECT 的加锁类型为 gap lock，这里的 gap 范围是 (4,+∞）。

SELECT id FROM order_record where order_no = 4 for update

执行查询 SQL 语句获取的 gap lock 并不会导致阻塞，而当我们执行以下插入 SQL 时，会 在插入间隙上再次获取插入意向锁。插入意向锁其实也是一种 gap 锁，它与 gap lock 是 冲突的，所以当其它事务持有该间隙的 gap lock 时，需要等待其它事务释放 gap lock 之 后，才能获取到插入意向锁。

以上事务 A 和事务 B 都持有间隙 (4,+∞）的 gap 锁，而接下来的插入操作为了获取到插 入意向锁，都在等待对方事务的 gap 锁释放，于是就造成了循环等待，导致死锁。

insert into order_record (order_no,states,create_time) values (5,1,'2025-03-20 15:30:25'); 

四、避免死锁的措施

知道了死锁问题源自哪儿，就可以找到合适的方法来避免它了。

避免死锁最直观的方法就是在两个事务相互等待时，当一个事务的等待时间超过设置的某一 阈值，就对这个事务进行回滚，另一个事务就可以继续执行了。这种方法简单有效，在 InnoDB 中，参数 innodb_lock_wait_timeout 是用来设置超时时间的。

另外，我们还可以将 order_no 列设置为唯一索引列。虽然不能防止幻读，但我们可以利用 它的唯一性来保证订单记录不重复创建，这种方式唯一的缺点就是当遇到重复创建订单时会抛出异常。

五、预防死锁

解决死锁的最佳方式当然就是预防死锁的发生了，我们平时编程中，可以通过以下一些常规 手段来预防死锁的发生：

1. 在编程中尽量按照固定的顺序来处理数据库记录，假设有两个更新操作，分别更新两条 相同的记录，但更新顺序不一样，有可能导致死锁；

2. 在允许幻读和不可重复读的情况下，尽量使用 RC 事务隔离级别，可以避免 gap lock 导 致的死锁问题；

3. 更新表时，尽量使用主键更新；

4. 避免长事务，尽量将长事务拆解，可以降低与其它事务发生冲突的概率；

5. 设置锁等待超时参数，我们可以通过 innodb_lock_wait_timeout 设置合理的等待超时 阈值，特别是在一些高并发的业务中，我们可以尽量将该值设置得小一些，避免大量事务等 待，占用系统资源，造成严重的性能开销。

六、小结

数据库发生死锁的概率并不是很大，一旦遇到了，就一定要彻查具体原因，尽快找出解决方案，我们只有先对 MySQL 的 InnoDB 存储引擎有足够的了解，才能剖析出造成死锁的具体原因。