进阶 | MySQL 死锁案例解析一则

这里一共四把锁，加锁步骤如下：

1、在非唯一索引(name)上找到(ddd,29)的索引项，加上X锁；

2、根据(ddd,29)找到主键索引的(29,ddd)记录，加X锁；

3、在非唯一索引(name)上找到(ddd,37)的索引项，加上X锁；

4、根据(ddd,29)找到主键索引的(37,ddd)记录，加X锁；

从上面步骤可以看出，InnoDB对于每个符合条件的记录是分步加锁的，即先加二级索引再加主键索引；其次是按记录逐条加锁的，即加完一条记录后，再加另外一条记录，直到所有符合条件的记录都加完锁。那么锁什么时候释放呢？答案是事务结束时会释放所有的锁。

小结：MySQL 加锁和索引类型有关，加锁是按记录逐条加，另外加锁也和隔离级别有关。
四、疑问点排查及分析思路
1、发生死锁的表结构及索引情况(隐去了部分无关字段和索引)：
如下：

CREATE TABLE `A` (
`id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `create_date` datetime NOT NULL , 
  `modified_date` datetime NOT NULL ,  
  `pay_name` varchar(256) NOT NULL ,  
  `pay_version` varchar(256) DEFAULT NULL , 
`identifier` varchar(256) NOT NULL ,
  `seller_id` varchar(64) NOT NULL , 
`state` varchar(64) DEFAULT NULL ,
  `fund_transfer_ order_ no` varchar(256) DEFAULT NULL,  
PRIMARY KEY (`id`),UNIQUE KEY `uk_scene_identifier`
(KEY `idx_seller` (`seller_id`),
KEY `idx_seller_transNo` (`seller_id`,`fund_transfer_order_no`(20))
  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ; 

该表共有三个索引，1个主键索引，2个普通索引。
2、分析死锁日志
发生死锁，第一时间查看死锁日志，内容如下：

Transactions deadlock detected, dumping detailed information.
2021-05-19T21:44:23.516263+08:00 5877341 [Note] InnoDB:  
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 173268495, ACTIVE 0 sec fetching rows
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 304 lock struct(s), heap size 41168, 6 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 5877358, OS thread handle 47356539049728, query id 557970181 11.183.244.150 fin_instant_app updating
update 死锁语句
2021-05-19T21:44:23.516321+08:00 5877341 [Note] InnoDB:  
*** (1) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 173 page no 13726 n bits 248 index idx_seller_transNo of table `xxx`.`fund_transfer_stream` trx id 173268495 lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 168 PHYSICAL RECORD: n_fields 3; compact format; info bits 0
2021-05-19T21:44:23.516565+08:00 5877341 [Note] InnoDB:  
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 173 page no 12416 n bits 128 index PRIMARY of table `xxx`.`fund_transfer_stream` trx id 173268495 lock_mode X locks rec but not gap waiting
Record lock, heap no 56 PHYSICAL RECORD: n_fields 17; compact format; info bits 0
2021-05-19T21:44:23.517793+08:00 5877341 [Note] InnoDB:  
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 173268500, ACTIVE 0 sec fetching rows, thread declared inside InnoDB 81
mysql tables in use 1, locked 1
302 lock struct(s), heap size 41168, 2 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 5877341, OS thread handle 47362313119488, query id 557970189 11.131.81.107 fin_instant_app updating
update 死锁语句

分析下死锁日志，可以得到以下信息：

1. 导致死锁的两条SQL语句。
2. 事务1，持有索引idx_seller_transNo的锁，在等待获取PRIMARY的锁。
3. 事务2，持有PRIMARY的锁，在等待获取idx_seller_transNo的锁。
4. 因事务1和事务2之间发生循环等待，故发生死锁。
5. 事务1和事务2当前持有的锁均为：lock_mode X locks rec but not gap

两个事务对记录加的都是X 锁，No Gap锁，即对当行记录加锁(Record Lock)，并未加间隙锁。
3、常见锁类型
X锁：排他锁、又称写锁。若事务T对数据对象A加上X锁，事务T可以读A也可以修改A，其他事务不能再对A加任何锁，直到T释放A上的锁。这保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。
与之对应的是S锁：共享锁，又称读锁，若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。这保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。
Gap Lock：间隙锁，锁定一个范围，但不包括记录本身。GAP锁的目的，是为了防止同一事务的两次当前读，出现幻读的情况。
Next-Key Lock：1+2，锁定一个范围，并且锁定记录本身。对于行的查询，都是采用该方法，主要目的是解决幻读的问题。
根据目前掌握的信息，可以做一些简单的推断。
首先，此次死锁一定是和Gap锁以及Next-Key Lock没有关系的。因为数据库隔离级别是RC(READ-COMMITED)的，这种隔离级别是不会添加Gap锁的。前面的死锁日志也提到这一点。
然后，就要翻代码了，看看代码中事务到底是怎么做的。核心代码及SQL如下：

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public int doProcessing(String sellerId, Long id, String fundTransferOrderNo) {
fundTreansferStreamDAO.updateFundStreamId(sellerId, id, fundTransferOrderNo);
return fundTreansferStreamDAO.updateStatus(sellerId, fundTransferOrderNo,"PROCESSING");
}

该代码的目的是先后修改同一条记录的两个不同字段，同一个事务中执行了两条Update语句，再分别查看下两条SQL的执行计划：分别用到了PRIMARY索引和idx_seller_transNo索引。
有了以上这些已知信息，就可以开始排查死锁原因及其背后的原理了。
通过分析死锁日志，再结合代码以及建表语句，发现主要问题出在idx_seller_transNo索引上面：

KEY `idx_seller_transNo` (`seller_id`,`fund_transfer_order_no`(20))

索引创建语句中，使用了前缀索引，为了节约索引空间，提高索引效率，只选择了fund_transfer_order_no字段的前20位作为索引值。
因为fund_transfer_order_no只是普通索引，而非唯一性索引。又因为在一种特殊情况下，会有同一个用户的两个fund_transfer_order_no的前20位相同，这就导致两条不同的记录的索引值一样(因为seller_id 和fund_transfer_order_no(20)都相同 )。
那么为什么fund_transfer_order_no的前20位相同会导致死锁呢?
我们知道，在MySQL中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种，如果一条sql语句操作了主键索引，MySQL就会锁定这条主键索引;如果一条语句操作了非主键索引，MySQL会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引。

• 主键索引的叶子节点存的是整行数据。在InnoDB中，主键索引也被称为聚簇索引(clustered index)。
• 非主键索引的叶子节点的内容是主键的值，在InnoDB中，非主键索引也被称为非聚簇索引(secondary index)。

死锁的发生与否，并不在于事务中有多少条SQL语句，死锁的关键在于：两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。
事务在以非主键索引为where条件进行Update的时候，会先对该非主键索引加锁，然后再查询该非主键索引对应的主键索引都有哪些，再对这些主键索引进行加锁。
五、解决方案解决方案至此，我们分析清楚了导致死锁的根本原理以及其背后的原理。那么这个问题解决起来就不难了。
可以从两方面入手，分别是修改索引和修改代码(包含SQL语句)。
修改索引：只要我们把前缀索引 idx_seller_transNo中fund_transfer_order_no的前缀长度修改下就可以了。比如改成50。即可避免死锁。
但是，改了idx_seller_transNo的前缀长度后，可以解决死锁的前提条件是update语句真正执行的时候，会用到fund_transfer_order_no索引。如果MySQL查询优化器在代价分析之后，决定使用索引 KEY idx_seller(seller_id)，那么还是会存在死锁问题。原理和本文类似。
所以，根本解决办法就是改代码：

• 所有update都通过主键ID进行。
• 在同一个事务中，避免出现多条update语句修改同一条记录。

其他思考

在死锁发生之后的一周内，前前后后做过很多中种推断及假设，最终还是要靠实践来验证自己的想法。遇到问题，不要想当然，亲手复现下问题，然后再来分析。