数据库死锁原因及解决办法

本文详细解释了死锁的概念,产生原因及四个必要条件。死锁是多进程系统中常见问题,当进程间互相等待对方持有的资源时发生。文章探讨了资源不足、进程顺序不当和分配策略错误导致死锁的因素,提出了预防和解除死锁的方法,包括资源的合理规划、避免长时间事务和使用低隔离级别。

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所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。 一种情形,此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待),每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。锁有多种实现方式,比如意向锁,共享-排他锁,锁表,树形协议,时间戳协议等等。锁还有多种粒度,比如可以在表上加锁,也可以在记录上加锁。

产生死锁的原因主要是:

(1)系统资源不足。

(2) 进程运行推进的顺序不合适。

(3)资源分配不当等。

如果系统资源充足,进程的资源请求都能够得到满足,死锁出现的可能性就很低,否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次,进程运行推进顺序与速度不同,也可能产生死锁。

产生死锁的四个必要条件:

(1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
(2) 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
(3) 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
(4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。

死锁的预防和解除:

理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源,在系统运行过程中,对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源,若分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配 。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

如何将死锁减至最少

虽然不能完全避免死锁,但可以使死锁的数量减至最少。将死锁减至最少可以增加事务的吞吐量并减少系统开销,因为只有很少的事务回滚,而回滚会取消事务执行的所有工作。由于死锁时回滚而由应用程序重新提交。

下列方法有助于最大限度地降低死锁:

(1)按同一顺序访问对象。

(2)避免事务中的用户交互。

(3)保持事务简短并在一个批处理中。

(4)使用低隔离级别。

(5)使用绑定连接。

按同一顺序访问对象

如果所有并发事务按同一顺序访问对象,则发生死锁的可能性会降低。例如,如果两个并发事务获得 Supplier 表上的锁,然后获得 Part 表上的锁,则在其中一个事务完成之前,另一个事务被阻塞在 Supplier 表上。第一个事务提交或回滚后,第二个事务继续进行。不发生死锁。将存储过程用于所有的数据修改可以标准化访问对象的顺序。

避免事务中的用户交互

避免编写包含用户交互的事务,因为运行没有用户交互的批处理的速度要远远快于用户手动响应查询的速度,例如答复应用程序请求参数的提示。例如,如果事务正在等待用户输入,而用户去吃午餐了或者甚至回家过周末了,则用户将此事务挂起使之不能完成。这样将降低系统的吞吐量,因为事务持有的任何锁只有在事务提交或回滚时才会释放。即使不出现死锁的情况,访问同一资源的其它事务也会被阻塞,等待该事务完成。

保持事务简短并在一个批处理中

在同一数据库中并发执行多个需要长时间运行的事务时通常发生死锁。事务运行时间越长,其持有排它锁或更新锁的时间也就越长,从而堵塞了其它活动并可能导致死锁。

保持事务在一个批处理中,可以最小化事务的网络通信往返量,减少完成事务可能的延迟并释放锁。

使用低隔离级别

确定事务是否能在更低的隔离级别上运行。执行提交读允许事务读取另一个事务已读取(未修改)的数据,而不必等待第一个事务完成。使用较低的隔离级别(例如提交读)而不使用较高的隔离级别(例如可串行读)可以缩短持有共享锁的时间,从而降低了锁定争夺。

使用绑定连接

使用绑定连接使同一应用程序所打开的两个或多个连接可以相互合作。次级连接所获得的任何锁可以象由主连接获得的锁那样持有,反之亦然,因此不会相互阻塞。

用存储过程查出引起死锁的进程和SQL语句

假如发生了死锁,我们怎么去检测具体发生死锁的是哪条SQL语句或存储过程?此时我们可以使用以下存储过程来检测,就可以查出引起死锁的进程和SQL语句。

与锁定有关的两个问题--死锁和阻塞

死锁

死锁是一种条件,不仅仅是在关系数据库管理系统 (RDBMS) 中发生,在任何多用户系统中都可以发生的。当两个用户(或会话)具有不同对象的锁,并且每个用户需要另一个对象的锁时,就会出现死锁。每个用户都等待另一个用户释放他的锁。当两个连接陷入死锁时,Microsoft® SQL Server? 会进行检测。其中一个连接被选作死锁牺牲品。该连接的事务回滚,同时应用程序收到错误。

如果死锁变成单个公用事件,而且它们的回滚造成过多的性能降级,那么就需要再次进行深入彻底的调查。使用跟踪标记 1204。例如,下面的命令从命令提示符启动 SQL Server,并启用跟踪标记 1204:

c:\mssql\binn\sqlservr -T1204

现在所有消息都会显示在启动 SQL Server 的控制台屏幕上和错误日志中。

使用分布式事务时,也可能发生死锁。

阻塞

任何基于锁的并发系统都不可避免地具有可能在某些情况下发生阻塞的特征。当一个连接控制了一个锁,而另一个连接需要冲突的锁类型时,将发生阻塞。其结果是强制第二个连接等待,或在第一个连接上阻塞。

在本主题中,术语"连接"是指数据库的单个登录会话。每个连接都作为系统进程 ID (SPID) 出现。尽管每一个 SPID 一般都不是单独的进程上下文,但这里常常用来指一个进程。更确切的说,每个 SPID 都是由服务器资源和数据结构(为给定客户单个连接的请求提供服务)组成。单个客户应用程序可能有一个或多个连接。就 SQL Server 而言,从单个客户机上的单个客户应用程序来的多个连接和从多个客户应用程序或多个客户机来的多个连接是没有区别的。不管是来自同一应用程序还是来自两台不同客户机上单独的应用程序,一个连接都可以阻塞另一个连接。

<think>嗯,用户问的是数据库锁表的解决办法原因。这个问题我之前学过一些,但可能需要仔细回忆一下相关知识。首先,我需要明确什么是锁表,为什么会发生,然后才能想到解决办法数据库锁表,应该是指某个事务长时间占用表资源,导致其他操作被阻塞的情况。锁通常分为行锁和表锁,行锁只锁定某一行,而表锁会锁定整个表。如果发生表锁,可能很多操作都无法进行,比如查询、更新等,影响系统性能。 那锁表的原因可能有哪些呢?比如,事务处理时间过长,比如一个事务中有大量数据操作,没有及时提交或回滚,导致锁一直存在。或者,有未提交的事务,比如程序在执行业务逻辑时出现异常,没有正确关闭事务导致锁未被释放。还有可能是死锁,不同事务互相等待对方释放锁,导致都无法继续执行。另外,数据库的隔离级别设置过高,比如使用可重复读(Repeatable Read)或序列化(Serializable),可能会增加锁的范围和时间,从而更容易出现锁表的情况。 解决办法的话,首先要找到导致锁表的原因。可以通过数据库提供的工具查看当前的锁状态,比如MySQL的SHOW ENGINE INNODB STATUS命令,或者查询information_schema库中的INNODB_TRX、INNIB_LOCKS等表。如果是长时间运行的事务,可以考虑优化事务,减少事务执行时间,或者拆分成小事务。对于未提交的事务,需要检查程序代码,确保事务及时提交或回滚,尤其是在异常处理中。如果是死锁数据库通常会自动检测并回滚其中一个事务,但可能需要优化应用逻辑,调整事务的执行顺序,以减少死锁的可能性。调整隔离级别到较低的级别,比如读已提交(Read Committed),也可以减少锁的持有时间。另外,合理使用索引,避免全表扫描,因为全表扫描可能会导致锁升级为表锁。在必要时,可以手动杀死导致锁表的会话进程,但需要谨慎操作,避免影响其他正常操作。 可能需要提醒用户,不同的数据库系统(如MySQL、PostgreSQL、Oracle)在锁机制和解决方法上可能有所不同,具体操作需要参考对应数据库的文档。还有,预防锁表的发生比事后处理更重要,应该在设计和编码阶段就考虑事务的合理使用和优化。 不过,可能我有没有遗漏的地方?比如,是否还有其他原因,比如数据库设计不合理,比如缺少必要的索引,导致查询需要锁定整个表?或者某些特定的操作,比如ALTER TABLE会锁定表?这时候可能需要考虑在业务低峰期执行这类DDL操作。另外,使用行级锁的数据库(如InnoDB)通常比表级锁(如MyISAM)更少出现锁表问题,所以存储引擎的选择也可能影响锁表的频率。 总结下来,锁表的原因包括长事务、未提交事务死锁、高隔离级别、全表扫描等。解决办法需要根据具体原因进行处理,包括优化事务、及时提交、调整隔离级别、使用索引、手动终止会话等。同时,预防措施也很重要,比如合理设计事务,使用合适的存储引擎,避免在高峰时期执行DDL等。</think>以下是数据库锁表问题的原因解决方法,按优先级分步说明: === 锁表原因 === 1. **长事务阻塞** - 未提交的事务长时间占用锁(如忘记提交/回滚) - 例:`BEGIN; UPDATE table SET ... WHERE ...;` 未执行COMMIT 2. **死锁循环** - 事务A持有锁1请求锁2,事务B持有锁2请求锁1 - 数据库自动检测后会回滚其中一个事务 3. **锁升级机制** - 行锁数量超过阈值时自动升级为表锁(如SQL Server) 4. **DDL操作冲突** - ALTER TABLE等结构变更操作会获取元数据锁 - 与长时间运行的查询冲突时形成阻塞 5. **全表扫描加锁** - 未走索引的查询可能升级为表级锁(如MyISAM引擎) === 排查方法 === 1. **MySQL示例** ```sql -- 查看当前锁状态 SHOW ENGINE INNODB STATUS; -- 查询阻塞进程 SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX WHERE trx_state = 'LOCK WAIT'; ``` 2. **SQL Server示例** ```sql -- 查看阻塞链 SELECT session_id AS SPID, blocking_session_id AS BlkBy, command, wait_type, wait_time FROM sys.dm_exec_requests WHERE blocking_session_id > 0; ``` === 解决方案 === 1. **应急处理** ```sql -- 终止阻塞进程(谨慎操作) KILL [session_id]; ``` 2. **事务优化** - 将大事务拆分为小批量操作 ```sql -- 分页更新示例 WHILE EXISTS(SELECT 1 FROM table WHERE condition) BEGIN UPDATE TOP(1000) table SET column = value WHERE condition; COMMIT; END ``` 3. **索引优化** - 为WHERE条件列添加组合索引 - 避免`SELECT *`,减少锁覆盖范围 4. **隔离级别调整** ```sql -- 使用读已提交隔离级别 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; ``` 5. **DDL操作规范** - 使用ONLINE DDL(MySQL 5.6+) ```sql ALTER TABLE table_name ADD COLUMN new_column INT, ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE; ``` 6. **锁超时设置** ```sql -- 设置锁等待超时(单位:秒) SET innodb_lock_wait_timeout = 30; ``` === 预防措施 === 1. 事务代码模板强制包含异常处理: ```java try { conn.setAutoCommit(false); // 业务操作 conn.commit(); } catch (Exception e) { conn.rollback(); } finally { conn.close(); } ``` 2. 监控预警配置项: - 长事务阈值:执行时间 > 5s - 锁等待阈值:等待时间 > 3s 3. 架构层面: - 读写分离架构分流压力 - 热点数据采用Redis缓存 不同数据库处理差异对比: | 特性 | MySQL(InnoDB) | PostgreSQL | Oracle | |--------------|---------------------|--------------------|------------------| | 默认锁粒度 | 行级锁 | 行级锁 | 行级锁 | | 锁升级机制 | 无 | 无 | 有 | | 死锁检测 | 自动检测+回滚 | 自动检测+回滚 | 自动检测+回滚 | | 在线DDL | 支持(5.6+) | 部分支持 | 支持 | 建议开发规范: 1. UPDATE/DELETE语句必须带索引条件 2. 事务内操作行数不超过5000行 3. 批量操作使用LIMIT分批次提交 4. 避免业务高峰期执行统计查询
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