当前数据库普遍使用wait-for graph等待图来进行死锁检测

本文介绍了一种用于检测数据库死锁的方法:Wait-for Graph。这种方法相较于超时机制更为积极主动,通过维护锁和事务等待的信息链表来构建图,并检查是否存在回路以判断是否有死锁发生。

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当前数据库普遍使用wait-for graph等待图来进行死锁检测

 

较超时机制,这是一种更主动的死锁检测方式,innodb引擎也采用wait-for graph

SQL Server也使用wait-for graph

 

 

 

wait-for graph要求数据库保存两种信息

锁的信息链表

事务等待链表

通过上面链表构造出一张图,图中若存在回路,就代表存在死锁,资源间发生相互等待。

 

mysql技术内幕 innodb存储引擎

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### 数据库死锁的定义 数据库死锁是指两个或多个事务在操作资源时相互等待对方释放资源,形成一种循环依赖,从而导致这些事务无法继续执行下去的现象[^1]。这种现象通常发生在高并发的数据库环境中,直接影响系统性能,甚至可能导致系统崩溃。 ### 死锁产生的原因 死锁的产生需要满足以下四个必要条件: 1. **互斥条件**:资源只能被一个事务独占使用,其他事务必须等待该资源被释放后才能使用[^2]。 2. **请求保持条件**:事务已经持有某些资源的同时,又对其他资源提出请求,但因资源被其他事务占用而发生等待。 3. **不可剥夺条件**:已分配的资源不能被强制剥夺,只能由占有它的事务主动释放。 4. **循环等待条件**:存在一组事务{T0, T1, ..., Tn},其中T0等待T1持有的资源,T1等待T2持有的资源,..., Tn等待T0持有的资源,形成循环等待。 当上述四个条件同时满足时,死锁便可能发生。 ### 死锁的解决方法 #### 1. 预防死锁 预防死锁的核心思想是破坏死锁发生的四个必要条件之一。常见的预防策略包括: - **破坏请求保持条件**:要求事务一次性申请所有需要的资源。如果无法满足所有资源需求,则不允许事务开始执行[^2]。 - **破坏不可剥夺条件**:允许系统从持有资源的事务中强制回收资源,并将其分配给其他事务。 - **破坏循环等待条件**:对所有资源进行全局编号,要求事务按照编号顺序申请资源。 #### 2. 避免死锁(银行家算法) 通过安全性检查来避免死锁的发生。在分配资源之前,系统模拟分配过程以确保不会进入不安全状态。如果分配会导致系统进入不安全状态,则拒绝此次分配请求[^2]。 #### 3. 检测解除死锁死锁已经发生时,系统可以通过以下方法恢复: - **进程终止**:选择性地终止一个或多个死锁事务,以释放其持有的资源并打破死锁循环[^3]。 - **资源预回收**:从某些事务中强制回收资源,并将这些资源重新分配给其他事务。 - **日志和检查点**:利用日志和检查点技术,将系统状态回滚到无死锁的状态。 #### 4. 死锁检测算法 数据库系统通常采用**等待图检测**算法来发现死锁等待图是一种有向图,节点表示事务,边表示事务间的等待关系。如果图中存在环路,则表明发生了死锁。一旦检测死锁,系统可以选择终止代价最小的事务来解决问题[^3]。 ### 示例代码:死锁检测解除 以下是一个简单的死锁检测算法示例,用于检测事务之间的循环等待关系: ```python from collections import defaultdict def detect_deadlock(wait_graph): visited = set() recursion_stack = set() def is_cyclic_util(node): if node in recursion_stack: return True if node in visited: return False visited.add(node) recursion_stack.add(node) for neighbor in wait_graph[node]: if is_cyclic_util(neighbor): return True recursion_stack.remove(node) return False for node in wait_graph: if node not in visited: if is_cyclic_util(node): return True return False # 示例等待图 wait_graph = defaultdict(list) wait_graph['T1'].append('T2') wait_graph['T2'].append('T3') wait_graph['T3'].append('T1') if detect_deadlock(wait_graph): print("Deadlock detected!") else: print("No deadlock.") ```
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