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1 死锁的产生和预防
发生死锁的必要条件有4个，分别为互斥条件、不可剥夺条件、请求与保持条件和循环等待条件，如图1-6所示。
▲图1-6 死锁的必要条件
1. 互斥条件
在一段时间内，计算机中的某个资源只能被一个进程占用。此时，如果其他进程请求该资源，则只能等待。
2. 不可剥夺条件
某个进程获得的资源在使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，只能由获得资源的进程主动释放。
3. 请求与保持条件
进程已经获得了至少一个资源，又要请求其他资源，但请求的资源已经被其他进程占有，此时请求的进程就会被阻塞，并且不会释放自己已获得的资源。
4. 循环等待条件
系统中的进程之间相互等待，同时各自占用的资源又会被下一个进程所请求。例如有进程A、进程B和进程C三个进程，进程A请求的资源被进程B占用，进程B请求的资源被进程C占用，进程C请求的资源被进程A占用，于是形成了循环等待条件，如图1-7所示。
▲图1-7 死锁的循环等待条件
需要注意的是，只有4个必要条件都满足时，才会发生死锁。
处理死锁有4种方法，分别为预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁，如图1-8所示。
▲图1-8 处理死锁的方法
- 预防死锁：处理死锁最直接的方法就是破坏造成死锁的4个必要条件中的一个或多个，以防止死锁的发生。
- 避免死锁：在系统资源的分配过程中，使用某种策略或者方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁的发生。
- 检测死锁：这种方法允许系统在运行过程中发生死锁，但是能够检测死锁的发生，并采取适当的措施清除死锁。
- 解除死锁：当检测出死锁后，采用适当的策略和方法将进程从死锁状态解脱出来。
在实际工作中，通常采用有序资源分配法和银行家算法这两种方式来避免死锁，大家可自行了解。
2 MySQL中的死锁问题
在MySQL 5.5.5及以上版本中，MySQL的默认存储引擎是InnoDB。该存储引擎使用的是行级锁，在某种情况下会产生死锁问题，所以InnoDB存储引擎采用了一种叫作等待图(wait-for graph)的方法来自动检测死锁，如果发现死锁，就会自动回滚一个事务。
接下来，我们看一个MySQL中的死锁案例。
第一步：打开终端A，登录MySQL，将事务隔离级别设置为可重复读，开启事务后为account数据表中id为1的数据添加排他锁，如下所示。
- mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
- Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
- mysql> start transaction;
- Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
- mysql> select * from account where id =1 for update;
- +----+--------+---------+
- | id | name | balance |
- +----+--------+---------+
- | 1 | 张三 | 300 |
- +----+--------+---------+
- 1 row in set (0.00 sec)
第二步：打开终端B，登录MySQL，将事务隔离级别设置为可重复读，开启事务后为account数据表中id为2的数据添加排他锁，如下所示。
- mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
- Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
- mysql> start transaction;
- Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
- mysql> select * from account where id =2 for update;
- +----+--------+---------+
- | id | name | balance |
- +----+--------+---------+
- | 2 | 李四 | 350 |
- +----+--------+---------+
- 1 row in set (0.00 sec)
第三步：在终端A为account数据表中id为2的数据添加排他锁，如下所示。
- mysql> select * from account where id =2 for update;
此时，线程会一直卡住，因为在等待终端B中id为2的数据释放排他锁。
第四步：在终端B中为account数据表中id为1的数据添加排他锁，如下所示。
- mysql> select * from account where id =1 for update;
- ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
此时发生了死锁。通过如下命令可以查看死锁的日志信息。
- show engine innodb status\G
通过命令行查看LATEST DETECTED DEADLOCK选项相关的信息，可以发现死锁的相关信息，或者通过配置innodb_print_all_deadlocks(MySQL 5.6.2版本开始提供)参数为ON，将死锁相关信息打印到MySQL错误日志中。
在MySQL中，通常通过以下几种方式来避免死锁。
- 尽量让数据表中的数据检索都通过索引来完成，避免无效索引导致行锁升级为表锁。
- 合理设计索引，尽量缩小锁的范围。
- 尽量减少查询条件的范围，尽量避免间隙锁或缩小间隙锁的范围。
- 尽量控制事务的大小，减少一次事务锁定的资源数量，缩短锁定资源的时间。
- 如果一条SQL语句涉及事务加锁操作，则尽量将其放在整个事务的最后执行。
- 尽可能使用低级别的事务隔离机制。
关于作者：肖宇，分布式事务架构专家，Apache ShenYu(incubating)网关创始人，Dromara开源组织创始人，Hmily、RainCat、Myth等分布式事务框架的作者。Apache ShardingSphere Committer。
冰河，互联网高级技术专家、MySQL技术专家、分布式事务架构专家。多年来，一直致力于分布式系统架构、微服务、分布式数据库、分布式事务与大数据技术的研究，在高并发、高可用、高可扩展性、高可维护性和大数据等领域拥有丰富的架构经验。
本文摘编自《深入理解分布式事务：原理与实战》，经出版方授权发布。
