面试题：MySQL如何检测死锁，死锁检测机制的原理是什么？

Question

描述MySQL数据库内部死锁检测的具体方式，以及这种检测机制背后所依据的原理，同时说明检测过程中涉及到哪些关键的数据结构。

Answer 1

MySQL数据库内部死锁检测方式

1. 超时等待：当事务等待锁的时间超过设定的超时时间（innodb_lock_wait_timeout参数），就认为发生死锁，等待的事务将被回滚。这是一种简单粗暴但并非严格意义上检测死锁的方式。
2. 死锁检测算法：InnoDB使用wait-for graph（等待图）算法来主动检测死锁。InnoDB会在每个事务请求锁并进入等待状态时，将相关信息加入等待图。等待图是一个有向图，图中的节点是事务，边表示事务之间的等待关系。例如，如果事务T1等待事务T2持有的锁，那么就有一条从T1指向T2的边。InnoDB会定期检查等待图中是否存在环，如果存在环，就说明发生了死锁。此时，InnoDB会选择回滚代价最小的事务来解除死锁。

检测机制背后原理

1. 资源竞争：死锁发生的根本原因是多个事务对资源（如锁）的竞争，并且这种竞争形成了循环等待的关系。通过检测等待图中的环，可以发现这种循环等待情况。
2. 回滚策略：选择回滚代价最小的事务，是为了尽量减少对整个系统运行的影响。回滚代价通常基于事务已经修改的数据量、事务已持有的锁数量等因素来衡量。

检测过程中涉及的关键数据结构

1. 锁结构（lock struct）：用于描述锁的信息，包括锁的类型（共享锁、排他锁等）、锁所在的对象（表、行等）、持有锁的事务等。每个锁结构会被链入相应的哈希表中，方便快速查找。
2. 事务结构（trx struct）：包含了事务的各种信息，如事务ID、事务状态（活跃、提交、回滚等）、事务持有的锁列表以及等待的锁列表等。事务结构用于跟踪事务的执行情况以及它与锁的关系。
3. 等待图（wait-for graph）：是检测死锁的核心数据结构，它以有向图的形式记录了事务之间的等待关系。通过维护这个图，InnoDB可以高效地检测是否存在死锁环。