面试题答案
一键面试死锁问题分析及解决方案
- 死锁分析
- 在MariaDB中，线程池中的线程获取锁时，如果多个线程相互等待对方持有的锁，就会形成死锁。例如，线程A持有锁L1并等待锁L2，而线程B持有锁L2并等待锁L1，此时死锁就会发生。
- 数据库内核层面，当事务并发执行，不同事务对相同数据行进行加锁操作时，可能会由于锁获取顺序不一致导致死锁。例如，事务T1先对数据行R1加锁，然后尝试对R2加锁；事务T2先对R2加锁，然后尝试对R1加锁，若两者都不释放已持有的锁，就会陷入死锁。
- 数据库内核层面解决方案
- 死锁检测与自动回滚：MariaDB内核可以定期进行死锁检测，通过构建等待图来监控线程之间的锁等待关系。一旦检测到死锁，选择一个代价最小的事务（通常是涉及锁资源较少、执行时间较短的事务）进行自动回滚，释放其持有的锁，以打破死锁。例如，InnoDB存储引擎就有这样的死锁检测和自动回滚机制。
- 锁超时机制：设置一个合理的锁等待超时时间。如果一个线程等待锁的时间超过了这个设定值，就会放弃等待并报错。这样可以避免线程无限期等待，从而预防死锁。例如，在MySQL（MariaDB与之类似）中，可以通过参数
innodb_lock_wait_timeout来设置锁等待超时时间，默认值通常为50秒。
- 应用层面解决方案
- 按固定顺序获取锁：应用程序在获取多个锁时，按照预先定义的固定顺序进行获取。例如，总是先获取主键较小的数据行的锁，再获取主键较大的数据行的锁。这样可以避免因获取锁顺序不一致导致的死锁。
- 减少锁持有时间：尽量缩短事务持有锁的时间。应用程序可以将大事务拆分成多个小事务，在每个小事务中尽快完成必要的操作并释放锁。例如，在电商订单处理中，将订单创建、库存扣减、支付等操作拆分成不同的小事务，减少锁的竞争时间，降低死锁风险。
饥饿问题分析及解决方案
- 饥饿分析
- 线程池中的某些线程可能因为高优先级线程频繁获取锁，导致低优先级线程长时间无法获取锁，从而出现饥饿现象。例如，在数据库中有一些管理类的高优先级事务，频繁地获取锁资源，使得普通用户的事务线程长时间等待。
- 在数据库内核层面，当存在大量短事务不断竞争锁资源时，长事务可能会因为无法及时获取锁而长时间等待，导致饥饿。
- 数据库内核层面解决方案
- 公平调度算法：在锁分配机制中采用公平调度算法，例如公平队列调度。这种算法会尽量保证每个等待锁的线程都有机会获取锁，避免某些线程长期处于等待状态。例如，在一些数据库内核实现中，可以通过设置调度策略参数来启用公平调度。
- 动态优先级调整：根据线程等待时间动态调整线程优先级。等待时间越长，优先级越高，这样可以让长时间等待的线程有更大机会获取锁。例如，一些数据库内核可以根据线程等待锁的时长，定期提升其优先级。
- 应用层面解决方案
- 合理设置事务优先级：应用程序根据业务需求合理设置事务优先级。对于重要性较低、可延迟执行的事务，设置较低优先级；对于关键业务的事务，设置较高优先级。但要注意避免优先级设置过于极端导致部分线程饥饿。例如，在银行系统中，实时转账事务优先级高，而一些定期结算事务优先级可适当降低。
- 轮询重试机制：对于因锁竞争无法获取锁的线程，采用轮询重试机制。在每次重试之间设置适当的间隔时间，避免过度竞争。例如，线程在等待锁时，每隔一定时间（如100毫秒）尝试重新获取锁，直到成功获取锁或达到最大重试次数。