MySQL间隙锁死锁问题

一、场景还原

当时同事A在线上代码中使用了Mybatis-plus的如下方法.

com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService

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

该方法先执行了update操作，如果更新到就不再执行后续操作，如果没有更新到，才进行主键查询，查询到了就修改，未查询到就新增。具体方法如下

/**
     * <p>
     * 根据updateWrapper尝试更新，否继续执行saveOrUpdate(T)方法
     * 此次修改主要是减少了此项业务代码的代码量（存在性验证之后的saveOrUpdate操作）
     * </p>
     *
     * @param entity 实体对象
     */
    default boolean saveOrUpdate(T entity, Wrapper<T> updateWrapper) {
        return update(entity, updateWrapper) || saveOrUpdate(entity);
    }

那么这个方法的做法，为什么会导致间隙锁死锁呢？咱们一起来分析并还原间隙锁死锁的场景。

二、什么是间隙锁

间隙锁是MySQL行锁的一种，与行锁不同的是间隙锁可能锁定的是一行数据，也可能锁住一个间隙。锁定规则如下：

当修改的数据存在时，间隙锁只会锁定当前行。
当修改的数据不存在时，间隙锁会向左找第一个比当前索引值小的值，向右找第一个比当前索引值大的值（没有则为正无穷），将此区间锁住，从而阻止其他事务在此区间插入数据。

三、间隙锁的作用

与行锁（例如乐观锁高级实现，MVCC）组合成Next-key lock，在可重复读这种隔离级别下一起工作避免幻读。

四、如何关闭间隙锁（强烈不建议关闭）

1、降低隔离级别，例如降为提交读。
2、直接修改my.cnf，将开关，innodb_locks_unsafe_for_binlog改为1，默认为0即开启

五、还原线上间隙锁死锁的场景

5.1 复现间隙锁死锁

5.1.1 我们先准备一个表

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 张一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 赵六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

表中的id数据咱们准备了三个间隙：

间隙一：1-5
间隙二：6-9
间隙三：12-正无穷

5.1.2 操作

1、此时我们开启事务一，然后执行更新id=3的数据，按照咱们的理论，id=3这个数据不存在，说明它会在1-5之间加间隙锁。

#开启事务一
begin;

#事务一在1-5之间加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 23 where t.id = 3;

2、然后我们开启事务二，然后执行更新id=7的数据，按照咱们的理论，id=7这个数据不存在，说明它会在6-9之间加间隙锁

#开启事务二
begin;

#事务二在6-9之间加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 27 where t.id = 7;

3、那么重点来了，此时我们需要做的操作就是让事务一在6-9之间插入数据，会发现此时事务已经被阻塞，无法执行insert，因为事务二已经对该区间加了间隙锁。

#事务一在6-9之间插入数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values(8,'李八',28);

4、在事务一等待锁的同时，咱们让事务二同时在1-5之间插入数据，这个时候会发现，只要事务二一执行插入。MySQL立即报了死锁，我们就会见到如下提示：`[40001][1213] Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction。

# 同时事务二在1-5之间插入数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values(3,'李三',23);

5.1.3 整个死锁过程进行原理分析

1、首先事务一开启事务后，更新id=3的数据，此数据不存在，所以事务一会锁住1-5这个间隙，即为1-5这个间隙添加间隙锁，同理，事务二会为6-9这个间隙添加间隙锁；

2、然后我们让事务一在6-9这个间隙插入数据，因为事务二已经加了间隙锁，所以事务一需要等待事务二释放间隙锁才能进行插入操作，此时事务一等待事务二释放间隙锁；

3、同理，事务二在1-5间隙插入时需要等待事务一释放间隙锁，两个事务相互等待，死锁产生。

那么咱们此时就能大概明白最初那个Mybatis-plus的saveOrUpdate方法为什么会造成间隙锁死锁的问题，也就是线上存在两个并发事务，然后更新的时候都没有更新到，此时都在自己的间隙加了间隙锁，然后再到彼此的区间进行数据插入，此时就会造成两个事务互相等待对方的释放间隙锁，从而导致死锁。也许有同学会想，线上的数据几乎不可能刚好会存在1-5，6-9这种间隙，来给并发事务各自加锁，又刚好到彼此区间插入数据的场景，所以我们就会有接下来验证间隙锁加锁是非互斥的，再一次深度还原间隙锁死锁的场景。

5.2 验证间隙锁加锁非互斥

5.2.1 依然以t_gap_lock为例

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 张一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 赵六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

5.2.2 操作

1、此时咱们开启事务一，然后执行更新id=13的数据，按照咱们的理论，id=13这个数据不存在，说明它会在13-正无穷（因为当前索引树上没有比13更大的值）之间加间隙锁。

#开启事务一
begin;
#事务一在13-正无穷添加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

2、然后我们开启事务二，然后也执行更新id=13的数据，按照咱们的理论，事务二也会对13-正无穷之间加间隙锁

#开启事务二
begin;
#在13-正无穷添加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

3、那么重点来了，此时我们需要做的操作就是让事务一在13-正无穷之间插入数据，会发现此时事务已经被阻塞，无法执行insert，因为事务二已经对该区间加了间隙锁。

#事务一在13-正无穷中新增数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

4、在事务一等待锁的同时，咱们让事务二同时在13-正无穷之间插入数据，这个时候会发现，只要事务二一执行插入。MySQL立即报了死锁，我们就会见到如下提示：

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

#事务二在13-正无穷中新增数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

5、因为咱们已经用1-5以及6-9这种明显的间隙还原了间隙锁死锁，所以13-正无穷发生间隙锁死锁的原理与其无异，这里有个非常大的区别就是事务一已经在13-正无穷加了间隙锁，事务二依然可以对此间隙加间隙锁，所以我们用实际证明了间隙锁加锁是非互斥的。此时咱们回忆一下Mybatis-plus的saveOrUpdate方法，发现线上只要出现两个并发事务去修改同一条不存在的数据，就会立马出现间隙锁死锁。

5.3 验证当修改数据存在时，间隙锁只会锁住当前行

还有一个比较重要的点就是，当修改的数据存在时，MySQL只会锁住当前行，咱们一起来分析下整个过程。

5.3.1 依然以t_gap_lock为例

mysql> select * from t_gap_lock;
+----+--------+------+
| id | name   | age  |
+----+--------+------+
|  1 | 张一   |   21 |
|  5 | 李五   |   25 |
|  6 | 赵六   |   26 |
|  9 | 王九   |   29 |
| 12 | 十二   |   12 |
+----+--------+------+

5.3.2 操作

1、此时我们开启事务一，然后执行更新id=12的数据，按照咱们的理论，id=12这个数据存在，说明MySQL只会锁定id=12这一行数据。

#开启事务一
begin;
#事务一只在12上加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 12 where t.id = 12;

2、然后我们开启事务二，然后执行更新id=13的数据，按照咱们的理论，id=13这个数据不存在，说明它会在13-正无穷（因为当前索引树上没有比13更大的值）之间加间隙锁

#开启事务二
begin;
#事务二在13-正无穷添加间隙锁
update t_gap_lock t set t.age = 13 where t.id = 13;

#事务一在13-正无穷中新增数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (15,'十五',15);

4、在事务一等待锁的同时，咱们让事务二在12-正无穷之间插入数据，这个时候会发现，事务二能够正常插入，说明事务二没有被间隙锁阻塞，待事务二提交或回滚后，事务一也正常提交。

#事务二在13-正无穷中新增数据
insert into t_gap_lock(id, name, age) values (13,'十六',16);

5、通过以上验证，MySQL在更新id=12，即数据存在时，并没有对12-正无穷添加间隙锁，而是只锁定了id=12这一行数据，从而降低锁的颗粒度以提高性能。