Java世界中的“死锁”大逃杀：MySQL死锁异常全解析

原创

疯狂的KK

发布于 2024-04-18 18:14:49

1900

发布于 2024-04-18 18:14:49

文章被收录于专栏：AI绘画 Java项目实战AI绘画

死锁通常发生在以下场景：

嵌套事务：事务嵌套执行，外层事务锁定了资源，内层事务也试图锁定同一资源。
循环等待：多个事务形成循环等待，每个事务都锁定了一个资源并等待另一个事务锁定的资源。
非原子操作：事务中的操作不是原子的，导致部分操作完成后其他事务介入，造成死锁。
不恰当的锁升级：事务开始时获取了行级锁，随后尝试升级为表级锁，而其他事务已经持有表级锁。
不恰当的事务隔离级别：低隔离级别可能导致幻读，而高隔离级别可能导致死锁。

以下是一些示例代码，展示可能导致死锁的情况：

场景1：嵌套事务

Connection outerConn = ...;
outerConn.setAutoCommit(false);
Statement outerStmt = outerConn.createStatement();
outerStmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");

Connection innerConn = ...; // 假设这是同一个数据库连接
innerConn.setAutoCommit(false);
Statement innerStmt = innerConn.createStatement();
innerStmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2");

outerConn.commit(); // 外层事务提交前，内层事务尝试提交
innerConn.commit();

场景2：循环等待

// 事务1
Connection conn1 = ...;
conn1.setAutoCommit(false);
Statement stmt1 = conn1.createStatement();
stmt1.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");

// 事务2
Connection conn2 = ...;
conn2.setAutoCommit(false);
Statement stmt2 = conn2.createStatement();
stmt2.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2");

// 事务1试图更新已被事务2锁定的资源
stmt1.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2");

// 事务2试图更新已被事务1锁定的资源
stmt2.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");

conn1.commit();
conn2.commit();

场景3：非原子操作

Connection conn = ...;
conn.setAutoCommit(false);
Statement stmt = conn.createStatement();

// 非原子操作，事务可能在中间被中断
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");
// 假设这里有中断点，事务未能完成
// ...

// 其他事务介入
Connection conn2 = ...;
conn2.setAutoCommit(false);
Statement stmt2 = conn2.createStatement();
stmt2.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 50 WHERE user_id = 1");

conn.commit(); // 尝试提交未完成的事务
conn2.commit();

场景4：不恰当的锁升级

Connection conn = ...;
conn.setAutoCommit(false);
Statement stmt = conn.createStatement();

// 以行级锁开始事务
stmt.executeUpdate("SELECT * FROM account WHERE user_id = 1 FOR UPDATE");

// 试图升级为表级锁
stmt.executeUpdate("LOCK TABLES account WRITE");

// 其他事务已经持有表级锁
Connection conn2 = ...;
conn2.setAutoCommit(false);
Statement stmt2 = conn2.createStatement();
stmt2.executeUpdate("LOCK TABLES account WRITE");

conn.commit();
conn2.commit();

场景5：不恰当的事务隔离级别

// 设置隔离级别为 READ COMMITTED，可能导致死锁
Connection conn = ...;
conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
conn.setAutoCommit(false);

Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");

// 另一个事务在相同时间执行
Connection conn2 = ...;
conn2.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
conn2.setAutoCommit(false);

Statement stmt2 = conn2.createStatement();
stmt2.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 50 WHERE user_id = 2");

// 两个事务尝试提交，可能发生死锁
conn.commit();
conn2.commit();

在实际应用中，避免死锁的最佳方式是设计良好的数据库访问逻辑，确保事务尽可能短且高效，同时减少事务间的依赖。此外，合理设置事务的隔离级别和锁模式也是预防死锁的重要手段。

在Java的多线程编程中，数据库事务处理是保证数据一致性的关键环节。然而，当多个事务同时操作数据库时，就可能发生死锁，导致事务无法正常进行。本文将深入探讨Java中遇到的MySQLTransactionRollbackException异常，分析其成因，并提供解决方案。

1. 死锁异常概述

死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，这些事务将无法继续向前推进。在Java中，使用MySQL数据库时，如果遇到MySQLTransactionRollbackException: Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction异常，意味着数据库检测到了死锁。

2. 死锁异常的成因

死锁通常由以下原因引起：

事务隔离级别：不同的隔离级别对死锁的敏感度不同。
锁定机制：数据库的锁定机制可能导致事务间的资源争夺。
并发事务：高并发环境下，多个事务同时操作相同资源。
非原子操作：事务中的非原子操作可能导致锁定状态的不一致。

3. 死锁异常的诊断

要诊断死锁异常，可以通过以下步骤：

查看日志：分析异常日志，确定死锁发生的具体事务。
审查代码：检查涉及数据库操作的代码，找出潜在的死锁点。
模拟环境：在测试环境中重现死锁场景，观察事务执行顺序。

4. 死锁异常的解决策略

解决死锁异常的策略包括：

优化事务逻辑：减少事务的持续时间和锁定资源的数量。
使用悲观锁或乐观锁：根据业务场景选择合适的锁机制。
调整隔离级别：根据需要调整数据库的事务隔离级别。
死锁检测与恢复：实现死锁检测机制，并在检测到死锁时进行事务回滚。

示例代码

以下是一段可能引起死锁的Java代码示例，以及使用悲观锁和乐观锁的改进方案。

可能引起死锁的代码

Connection conn = ...;
conn.setAutoCommit(false);
Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1");
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2");
conn.commit();

使用悲观锁的改进方案

Connection conn = ...;
conn.setAutoCommit(false);
conn.setTransactionIsolation(Level.SERIALIZABLE); // 设置事务隔离级别为最高
Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance - 100, lock_version = lock_version + 1 WHERE user_id = 1 AND lock_version = 0");
stmt.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance + 100, lock_version = lock_version + 1 WHERE user_id = 2 AND lock_version = 0");
conn.commit();

使用乐观锁的改进方案

// 假设account表中有一个version字段用于乐观锁
Connection conn = ...;
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("UPDATE account SET balance = ?, version = version + 1 WHERE user_id = ? AND version = ?");
pstmt.setInt(1, newBalance);
pstmt.setInt(2, userId);
pstmt.setInt(3, currentVersion);
int rows = pstmt.executeUpdate();
if (rows == 0) {
    // 没有更新行，可能是版本冲突，需要重新获取数据并尝试更新
}
conn.commit();