面试题：MySQL中死锁与索引的关联及优化策略

Question

当MySQL发生死锁时，从索引的角度分析可能导致死锁的原因有哪些？针对这些与索引相关的死锁原因，提出至少三种可行的优化策略，并说明每种策略的原理和适用场景。

Answer 1

可能导致死锁的索引相关原因

1. 索引不唯一：如果表中的索引不唯一，在并发操作时，多个事务可能会同时尝试对相同的索引键值进行插入、更新等操作，从而导致死锁。例如，一个非唯一索引列上有多个相同值，多个事务同时对这些相同值进行操作，可能互相等待对方释放锁。
2. 索引使用不当：比如在查询中没有使用合适的索引，导致全表扫描。在并发环境下，全表扫描会锁定大量数据行，不同事务间容易因为锁的竞争产生死锁。例如，本应使用索引列A进行查询，却使用了未建立索引的列B，使得查询效率低下且锁的范围扩大。
3. 索引顺序不一致：当多个事务以不同的顺序访问相同的索引或数据行时，可能会形成死锁。例如，事务T1按索引顺序访问行a、行b，事务T2按相反顺序访问行b、行a，若T1获取了行a的锁，T2获取了行b的锁，双方再尝试获取对方已锁定的行的锁时就会形成死锁。

优化策略

1. 确保索引唯一性
   • 原理：唯一索引可以避免多个事务对相同索引键值的并发操作冲突，因为唯一索引限制了数据的唯一性，使得每个索引键值只对应一条记录，减少了锁竞争的可能性。
   • 适用场景：适用于业务上要求数据具有唯一性的列，如用户ID、订单编号等。
2. 优化索引使用
   • 原理：通过分析查询语句，确保使用最优的索引，减少全表扫描。这样可以精准定位到需要操作的数据行，缩小锁的范围，降低死锁发生的概率。例如，使用EXPLAIN关键字分析查询计划，根据结果调整索引或查询语句。
   • 适用场景：各种涉及查询和更新操作的场景，尤其是查询频繁且数据量较大的表。
3. 按照相同顺序访问资源
   • 原理：强制所有事务按照相同的顺序访问索引或数据行，避免因为访问顺序不一致而产生死锁。例如，在代码层面规定对相关数据的操作必须按照某个索引的顺序进行。
   • 适用场景：适用于多个事务频繁操作相同数据集合的场景，如订单处理系统中对订单及相关明细的操作。
4. 合理设置事务隔离级别
   • 原理：较低的事务隔离级别（如读未提交）锁的范围和时间相对较小，但可能导致脏读等问题；较高的隔离级别（如可串行化）锁的范围和时间更大，死锁可能性增加。选择合适的隔离级别，可以在保证数据一致性的同时，降低死锁概率。例如，对于一些允许一定程度数据不一致的业务场景，可适当降低隔离级别。
   • 适用场景：根据业务对数据一致性的要求来选择。如果业务对数据一致性要求不高，可选择较低隔离级别；对数据一致性要求严格，则需在权衡死锁风险后选择合适级别。
5. 定期分析和重建索引
   • 原理：随着数据的插入、更新和删除，索引可能会变得碎片化，影响性能和锁的争用情况。定期分析索引，了解其使用情况和碎片程度，对碎片化严重的索引进行重建，可以优化索引结构，提高查询效率，减少锁争用。
   • 适用场景：适用于数据变动频繁的表，通过定期任务（如夜间维护）对索引进行分析和重建。