MySQL間隙鎖死鎖問題

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一、場景還原

當時同事A在線上程式碼中使用了Mybatis-plus的如下方法

com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService

saveOrUpdate(T, com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.Wrapper<T>)

該方法先執行了update操作，如果更新到就不再執行後續操作，如果沒有更新到，才進行主鍵查詢，查詢到了就修改，未查詢到就新增。具體方法如下

/**
     * <p>
     * 根據updateWrapper嘗試更新，否繼續執行saveOrUpdate(T)方法
     * 此次修改主要是減少了此項業務程式碼的程式碼量（存在性驗證之後的saveOrUpdate操作）
     * </p>
     *
     * @param entity 實體物件
     */
    default boolean saveOrUpdate(T entity, Wrapper<T> updateWrapper) {
        return update(entity, updateWrapper) || saveOrUpdate(entity);
    }

那麼這個方法的做法，為什麼會導致間隙鎖死鎖呢？咱們一起來分析並還原間隙鎖死鎖的場景。

二、什麼是間隙鎖

間隙鎖是MySQL行鎖的一種，與行鎖不同的是間隙鎖可能鎖定的是一行資料，也可能鎖住一個間隙。鎖定規則如下：

• 當修改的資料存在時，間隙鎖只會鎖定當前行。

• 當修改的資料不存在時，間隙鎖會向左找第一個比當前索引值小的值，向右找第一個比當前索引值大 的值（沒有則為正無窮），將此區間鎖住，從而阻止其他事務在此區間插入資料。

三、間隙鎖的作用

與行鎖（例如樂觀鎖高階實現，MVCC）組合成Next-key lock，在可重複讀這種隔離級別下一起工作避免幻讀。

四、如何關閉間隙鎖（強烈不建議關閉）

1、降低隔離級別，例如降為提交讀。

2、直接修改my.cnf，將開關，innodb_locks_unsafe_for_binlog改為1，預設為0即開啟

五、還原線上間隙鎖死鎖的場景

5.1 復現間隙鎖死鎖

5.1.1 我們先準備一個表

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 張一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 趙六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

表中的id資料咱們準備了三個間隙：

• 間隙一：1-5

• 間隙二：6-9

• 間隙三：12-正無窮

5.1.2 操作

1、此時我們開啟事務一，然後執行更新id=3的資料，按照咱們的理論，id=3這個資料不存在，說明它會在1-5之間加間隙鎖。

#開啟事務一
begin;

#事務一在1-5之間加間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 23 where t.id = 3;

2、然後我們開啟事務二，然後執行更新id=7的資料，按照咱們的理論，id=7這個資料不存在，說明它會在6-9之間加間隙鎖

#開啟事務二
begin;

#事務二在6-9之間加間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 27 where t.id = 7;

3、那麼重點來了，此時我們需要做的操作就是讓事務一在6-9之間插入資料，會發現此時事務已經被阻塞，無法執行insert，因為事務二已經對該區間加了間隙鎖。

#事務一在6-9之間插入資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values(8,'李八',28);

4、在事務一等待鎖的同時，咱們讓事務二同時在1-5之間插入資料，這個時候會發現，只要事務二一執行插入。MySQL立即報了死鎖，我們就會見到如下提示： [40001][1213] Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction 。

# 同時事務二在1-5之間插入資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values(3,'李三',23);

5.1.3 整個死鎖過程進行原理分析

1、首先事務一開啟事務後，更新id=3的資料，此資料不存在，所以事務一會鎖住1-5這個間隙，即為1-5這個間隙新增間隙鎖，同理，事務二會為6-9這個間隙新增間隙鎖；

2、然後我們讓事務一在6-9這個間隙插入資料，因為事務二已經加了間隙鎖，所以事務一需要等待事務二釋放間 隙鎖才能進行插入操作，此時事務一等待事務二釋放間隙鎖；

3、同理，事務二在1-5間隙插入時需要等待事務一釋放間隙鎖，兩個事務相互等待，死鎖產生。

那麼咱們此時就能大概明白最初那個Mybatis-plus的saveOrUpdate方法為什麼會造成間隙鎖死鎖的問題，也就是線上存在兩個併發事務，然後更新的時候都沒有更新到，此時都在自己的間隙加了間隙鎖，然後再到彼此的區間進行資料插入，此時就會造成兩個事務互相等待對方的釋放間隙鎖，從而導致死鎖。也許有同學會想，線上的資料幾乎不可能剛好會存在1-5，6-9這種間隙，來給併發事務各自加鎖，又剛好到彼此區間插入資料的場景，所以我們就會有接下來驗證間隙鎖加鎖是非互斥的，再一次深度還原間隙鎖死鎖的場景。

5.2 驗證間隙鎖加鎖非互斥

5.2.1 依然以t_gap_lock為例

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 張一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 趙六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

5.2.2 操作

1、此時咱們開啟事務一，然後執行更新id=13的資料，按照咱們的理論，id=13這個資料不存在，說明它會在13-正無窮（因為當前索引樹上沒有比13更大的值）之間加間隙鎖。

#開啟事務一
begin;
#事務一在13-正無窮新增間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

2、然後我們開啟事務二，然後也執行更新id=13的資料，按照咱們的理論，事務二也會對13-正無窮之間加間隙鎖

#開啟事務二
begin;
#在13-正無窮新增間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

3、那麼重點來了，此時我們需要做的操作就是讓事務一在13-正無窮之間插入資料，會發現此時事務已經被阻塞，無法執行insert，因為事務二已經對該區間加了間隙鎖。

#事務一在13-正無窮中新增資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

4、在事務一等待鎖的同時，咱們讓事務二同時在13-正無窮之間插入資料，這個時候會發現，只要事務二一執行插入。MySQL立即報了死鎖，我們就會見到如下提示：

[40001][1213] Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction 。

#事務二在13-正無窮中新增資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

5、因為咱們已經用1-5以及6-9這種明顯的間隙還原了間隙鎖死鎖，所以13-正無窮髮生間隙鎖死鎖的原理與其無異，這裡有個非常大的區別就是事務一已經在13-正無窮加了間隙鎖，事務二依然可以對此間隙加間隙鎖，所以我們用實際證明了間隙鎖加鎖是非互斥的。此時咱們回憶一下Mybatis-plus的saveOrUpdate方法，發現線上只要出現兩個併發事務去修改同一條不存在的資料，就會立馬出現間隙鎖死鎖。

5.3 驗證當修改資料存在時，間隙鎖只會鎖住當前行

還有一個比較重要的點就是，當修改的資料存在時，MySQL只會鎖住當前行，咱們一起來分析下整個過程。

5.3.1 依然以t_gap_lock為例

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 張一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 趙六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

5.3.2 操作

1、此時我們開啟事務一，然後執行更新id=12的資料，按照咱們的理論，id=12這個資料存在，說明MySQL只會鎖定id=12這一行資料。

#開啟事務一
begin;
#事務一隻在12上加間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 12 where t.id = 12;

2、然後我們開啟事務二，然後執行更新id=13的資料，按照咱們的理論，id=13這個資料不存在，說明它會在13-正無窮（因為當前索引樹上沒有比13更大的值）之間加間隙鎖

#開啟事務二
begin;
#事務二在13-正無窮新增間隙鎖
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

3、那麼重點來了，此時我們需要做的操作就是讓事務一在13-正無窮之間插入資料，會發現此時事務已經被阻塞，無法執行insert，因為事務二已經對該區間加了間隙鎖。

#事務一在13-正無窮中新增資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (15,'十五',15);

4、在事務一等待鎖的同時，咱們讓事務二在12-正無窮之間插入資料，這個時候會發現，事務二能夠正常插入，說明事務二沒有被間隙鎖阻塞，待事務二提交或回滾後，事務一也正常提交。

#事務二在13-正無窮中新增資料
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

5、通過以上驗證，MySQL在更新id=12，即資料存在時，並沒有對12-正無窮新增間隙鎖，而是隻鎖定了id=12這一行資料，從而降低鎖的顆粒度以提高效能。

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END

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