记一次MySQL死锁排查过程
故障背景
国庆期间，收到一条从未见过的报警，后面间歇性地又报出类似的偶现报警，便忽然来了兴致，摘了其中一条，探究一下其中的故事。
……
{
"message":"SQLSTATE[40001]: Serialization failure: 1213 Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction (SQL: update `user_feed_26` set `notification` = 1, `mtime` = 2020-10-03 09:11:11 where `user_id` = 2000000126212250 and `action` in (resblock_weekly, bizcircle_weekly, district_weekly) and `notification` = 0)",
"context":{
"exception":{
"errorInfo":[
"40001",
1213,
"Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction"
]
}
}
}
从日志的字面意思来看，显然，是MySQL数据库在执行事务时，发现了死锁的情况，那么这种死锁是如何产生的，背后又潜藏着怎样的隐患，又该如何去解决呢，我们一起来排查一下~
排查过程
雾里看花
刚开始收到这个报警，第一反应，是有不同事务互相锁，结果产生了死锁。那么坏了，十有八九是某个代码片段里写的逻辑出了问题。但是排查了一整圈，涉及到这个sql的代码，既没有开启事务，更没有多个事务，那么代码的bug基本上就可以排除了。
那么这些个事务是怎么来的呢？众所周知，MySQL的事务支持与存储引擎有关，MyISAM不支持事务，INNODB支持事务，更新时采用的是行级锁。由于我们的数据库采用的是INNODB引擎，意味着，会将update语句当做一个事务来处理。那难道是更新同一条数据，出现的冲突吗？于是找DBA同学要来了死锁日志（数据库版本：5.7.24 事务隔离级别为RR）。
事务一日志：
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 6286508066, ACTIVE 0 sec updating or deleting
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 9 lock struct(s), heap size 1136, 14 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 189619143, OS thread handle 140619931252480, query id 1148803196 10.200.18.103 ke_information updating
update `user_feed_26` set `notification` = 1, `mtime` = '2020-10-03 09:11:11' where `user_id` = 2000000126212250 and `action` in ('resblock_weekly', 'bizcircle_weekly', 'district_weekly') and `notification` = 0
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508066 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 93 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 14; hex 6f6e5f7368656c665f616761696e; asc on_shelf_again;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313033373433363737; asc 104103743677;;
4: len 4; hex 95f12ab5; asc * ;;
由日志可以看出，事务一执行的sql语句是：
update `user_feed_26` set `notification` = 1, `mtime` = '2020-10-03 09:11:11' where `user_id` = 2000000126212250 and `action` in ('resblock_weekly', 'bizcircle_weekly', 'district_weekly') and `notification` = 0
在等待的锁是：
*** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508066 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
这里显示的是事务在等待什么锁。RECORD LOCKS 表示记录锁，并且可以看出要加锁的索引为idx_user_id，space id为2229，page no为263938，
lock_mode X 标识该记录锁为排它锁，insert intention waiting 表示要加的锁为插入意向锁，并处于锁等待状态。
Record lock, heap no 93 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 14; hex 6f6e5f7368656c665f616761696e; asc on_shelf_again;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313033373433363737; asc 104103743677;;
4: len 4; hex 95f12ab5; asc * ;;
结合索引信息第二行 on_shelf_again 可以知道，这行锁的 action 字段是 on_shelf_again ;
事务二日志：
*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 6286508067, ACTIVE 0 sec updating or deleting, thread declared inside InnoDB 4980
mysql tables in use 1, locked 1
12 lock struct(s), heap size 1136, 22 row lock(s), undo log entries 3
MySQL thread id 189619144, OS thread handle 140620050204416, query id 1148803197 10.200.17.37 pt_user updating
UPDATE `user_feed_26` SET `notification` = '1' , `mtime` = '2020-10-03 09:11:11' WHERE `user_id` = '2000000126212250' AND `action` in ( 'deal','price_changed','ting_shou','house_new_picture','house_new_vr','price_changed_rise','on_shelf_again') AND `notification` = '0'
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508067 lock_mode X locks gap before rec
Record lock, heap no 83 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 4; hex 6465616c; asc deal;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313032363731333238; asc 104102671328;;
4: len 4; hex 95e14632; asc F2;;
Record lock, heap no 93 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 14; hex 6f6e5f7368656c665f616761696e; asc on_shelf_again;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313033373433363737; asc 104103743677;;
4: len 4; hex 95f12ab5; asc * ;;
*** 省略……
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508067 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 87 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 32
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 15; hex 64697374726963745f7765656b6c79; asc district_weekly;;
2: len 1; hex 80; asc ;;
3: len 8; hex 3233303038373831; asc 23008781;;
4: len 4; hex 95f63035; asc 05;;
事务二的日志，相比于事务一多了持有锁的信息：
*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508067 lock_mode X locks gap before rec
Record lock, heap no 83 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 4; hex 6465616c; asc deal;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313032363731333238; asc 104102671328;;
4: len 4; hex 95e14632; asc F2;;
Record lock, heap no 93 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 14; hex 6f6e5f7368656c665f616761696e; asc on_shelf_again;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313033373433363737; asc 104103743677;;
4: len 4; hex 95f12ab5; asc * ;;
*** 省略……
从日志看，事务二持有一个记录锁，RECORD LOCKS这是个记录锁，space id为2229，page no为263938 并且通过索引信息可以看出，事务二恰好持有事务一需要的那行记录锁，即：
Record lock, heap no 93 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 0
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 14; hex 6f6e5f7368656c665f616761696e; asc on_shelf_again;;
2: len 1; hex 81; asc ;;
3: len 12; hex 313034313033373433363737; asc 104103743677;;
4: len 4; hex 95f12ab5; asc * ;;
lock_mode X locks gap before rec 表示这是一个排他锁，并且是一个间隙锁
*** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 2229 page no 263938 n bits 264 index idx_user_id of table `lianjia_user_feed`.`user_feed_26` trx id 6286508067 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 87 PHYSICAL RECORD: n_fields 5; compact format; info bits 32
0: len 8; hex 80071afd5112d89a; asc Q ;;
1: len 15; hex 64697374726963745f7765656b6c79; asc district_weekly;;
2: len 1; hex 80; asc ;;
3: len 8; hex 3233303038373831; asc 23008781;;
4: len 4; hex 95f63035; asc 05;;
同样，这里显示的是事务二在等待什么锁。RECORD LOCKS 表示记录锁，并且可以看出要加锁的索引为idx_user_id，space id为2229，page no为263938 lock_mode X 标识该记录锁为排它锁，insert intention waiting 表示要加的锁为插入意向锁，并处于锁等待状态。虽然，事务一的日志中没有标明它持有了哪些锁，但是结合事务二等待的锁结构中 district_weekly 字段来看，事务一是持有该锁的，因此，两个事务形成了互相等待锁释放的场景，从而形成了死锁。
那么疑问来了，两个sql：
# sql1:
update `user_feed_26` set `notification` = 1, `mtime` = '2020-10-03 09:11:11' where `user_id` = 2000000126212250 and `action` in ('resblock_weekly', 'bizcircle_weekly', 'district_weekly') and `notification` = 0
# sql2:
UPDATE `user_feed_26` SET `notification` = '1' , `mtime` = '2020-10-03 09:11:11' WHERE `user_id` = '2000000126212250' AND `action` in ( 'deal','price_changed','ting_shou','house_new_picture','house_new_vr','price_changed_rise','on_shelf_again') AND `notification` = '0'
明明两个语句的where条件不一样，也不交叉，为什么会占用彼此的锁呢？
山穷水复
为了验证这种case，我们在线下尝试进行复现。表结构如下：
CREATE TABLE `user_feed_26` (
`feed_id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`user_id` bigint(20) NOT NULL,
……
PRIMARY KEY (`feed_id`),
KEY `idx_user_id` (`user_id`,`action`,`notification`,`feed_target`),
……
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=371826027 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户推送表';
但是无论如何，都是锁等待，而不会形成死锁。这是怎么回事呢？
带着怀疑的态度，我们查看了一下语句的执行计划：
通过执行计划我们发现，这里并没有走死锁日志里出现的那个idx_user_id索引，而是走的主键索引，因此并没有产生死锁。
大胆猜测：是因为模拟的数据量太小，导致并没有走复合索引。
于是，我们往线下模拟库里灌入了大概100w左右的随机数据，再次查看执行计划：
果然，当数据量变大之后，就会走对应的复合索引了。再经过一次尝试，果然复现出了线上那种死锁场景，但是问题来了，为什么会出现这种情况呢？
柳暗花明
为了了解背后真实的原理，我们再次研读了MySQL锁相关的资料，也得知了事情的真相。
首先，简单说一下MySQL加锁的基本原则：
原则 1：加锁的基本单位是 next-key lock。next-key lock 是前开后闭区间。
原则 2：查找过程中访问到的对象才会加锁。
优化 1：唯一索引上的等值查询加锁时，next-key lock 退化为行锁。
优化 2：非唯一索引上的等值查询加锁时，对where条件中的值所在区间向右（后）遍历时，该区间的右边界不满足等值条件的时候，next-key lock 退化为间隙锁。这个比较难理解，举个例子：
若在表ta的列a上有非唯一索引：index_a,该索引中存在的值为：1，1，3，3，7，9：当你执行select a from ta where ta.a=5时，就会从3开始往右（后）遍历，此时对应的 是(3,7]但是由于该区间的最后一个值7不满足=5的条件，因此该next-key lock就退化为gap lock (3,7)。
由此可知，当我们执行的update语句，在查询的时候，给对应的索引idx_user_id加上了间隙锁，从而互相之间产生了死锁。举个简单的例子说明一下：
事务2执行了一个update, where 条件为3，因此获得了（1，3）的Gap锁；
事务1也执行了一个update，where条件为5，因此获得了一个（5，+∞），同时等待（1，7）插入意向锁；
事务2又执行了一个update，where条件为8，那么他将等待（5，+∞）
于是乎，死锁就产生了。
那么，如何避免这种死锁再次发生呢？
通过唯一索引（一般主键都是）来更新，先通过select语句查出符合条件的记录的唯一索引，再通过唯一索引来更新。
select id from table where a=? and b=?;
update table set column=xxx where id= id;
避免在同一时间点运行多个对同一表进行读写的脚本，特别注意加锁且操作数据量比较大的语句；我们经常会有一些定时脚本，避免它们在同一时间点运行；如本次事件所示，Gap 锁往往是程序中导致死锁的真凶，由于默认情况下 MySQL 的隔离级别是 RR，所以如果能确定幻读和不可重复读对应用的影响不大，可以考虑将隔离级别改成 RC，可以避免 Gap 锁导致的死锁。
参考阅读：
1. https://www.cnblogs.com/suminem/p/13267828.html