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PostgreSQL死锁案例分析

2019-09-04 08:00 1216 查看
作者介绍
陈雁飞开源PostgreSQL爱好者,一直从事PostgreSQL数据库运维工作

问题现象

在最近的生产环境巡检中,发现一个死锁错误。从日志中看,触发死锁的是对表的相同行操作,最终分析和业务操作有关,不过其中涉及到Postgres数据库的外键更新加锁处理逻辑,下面对这个问题展开详细分析。
数据库日志中记录的死锁日志信息如下
2019-08-24 21:18:35.153 HKT [11832] ERROR:  deadlock detected
2019-08-24 21:18:35.153 HKT [11832] DETAIL:  Process 11832 waits for ShareLock on transaction 588; blocked by process 1672.
Process 1672 waits for ShareLock on transaction 589; blocked by process 11832.
Process 11832: select * from test2 where a = 1 for update;
Process 1672: update test2 set d = 10 where a = 1;
2019-08-24 21:18:35.153 HKT [11832] HINT:  See server log for query details.
2019-08-24 21:18:35.153 HKT [11832] CONTEXT:  while locking tuple (0,1) in relation "test2"
2019-08-24 21:18:35.153 HKT [11832] STATEMENT:  select * from test2 where a = 1 for update;
检查表结构,a列是test2表的主键,,因此理论上对该行的UPDATESELECT .. FOR UDPATE操作不会出现死锁,出现死锁必然和业务场景有关。

流程梳理

分析死锁问题必然要和实际业务操作结合起来,这个问题分析也不例外。
首先从数据库日志中可以看到,死锁的时候等待的是事务中的ShareLock锁,因此和事务操作相关,索引需要获取业务的完整事务操作,可以通过设置数据库的配置参数log_min_duration_statement=0,采集业务所有操作语句,然后分析相关事务操作中的涉及锁相关的语句和表。
经分析,事务操作涉及两张表,简化后的表结构以及操作逻辑如下:
create table test1(a int primary key, b int);
create table test2(a int primary key,b int references test1(a), c int references test1(a), d int);
insert into test1 values(1,1);
insert into test1 values(2,1);
insert into test2 values(1,1,2,5);
TEST1
 


TEST2
 
从表结构上可以看到,表test2和test1构成外键约束关系,并且是表test2中一行中两列分别对应表test1中两行。分析业务操作发现,业务每次操作的时候需要操作test2中的同一行的两列,整理得到的执行SQL逻辑如下:
 
时间
事务1
事务2
T1
Begin;
Begin;
T2
select * from test1 where a = 1 for update;
select * from test1 where a = 2 for update;
T3
select * from test2 where a = 1 for update;

T4
update test2 set d = 10 where a = 1;

T5
update test2 set d = 20 where a = 1;

T6

select * from test2 where a = 1 for update;
这里整理的SQL是分析后的模拟流程,实际流程中每个事务还有对其他表的查询、插入等实际业务操作,这里为了分析问题不再详细整理出来。
手工按照上面的流程执行操作,发现事2执行到T6时刻,必然会触发死锁,并且如果事务1不执行T5语句(不对同一行更新两次),那么就不会触发死锁。

原因分析

死锁必然是两个或者多个事务之间相互持有锁导致的,而此时事务2仅仅持有TEST1表中A=2的行锁,然后请求TEST2表中A=1的行锁,而事务1持有TEST2表中A=1的行锁,因此事务1请求TEST1表中A=2的行锁。根据主外键的知识,更新TEST2的时候会请求TEST1中对应行的锁信息,从而导致死锁的发生。 
细心地读者会发现, T4和T5的更新并没有修改列B或列C的值,且T4时刻的更新可以正常执行,难道是T4时更新不会请求T1上的锁,到T5时更新就请求锁了?
在PostgreSQL中确实是这样,我们知道Postgres的外键是通过触发器实现一致性参考的,更新时候代码逻辑如下:
函数AfterTriggerSaveEvent中
 
加入触发列表之前调用RI_FKey_fk_upd_check_required函数检查,该函数部分实现如下
 
首先获取元组对应的xmin,判断是否是当前事务产生的,如果是属于当前事务新插入的元组,表示需要触发检查,如果不是当前事务插入的数据,且关联键值没有发生变化,就不需要触发检查。T4时刻的更新属于后面一种情况,不会触发触发检查,但是T5时刻更新属于前一种情况,需要请求表TEST1中的两行锁信息,其中一行正好被事务2锁持有,从而导致死锁的发生。

总结

死锁问题的解决需要结合业务实际操作,针对该问题,建议业务将T3/T6操作提到事务开始地方,这样事务中间就变成串行操作,不会触发死锁,本案例中修改对性能影响也不大。

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