MSSqlServer Select与Insert高并发下的死锁

原创,2015-09-29

事件回放

客服和市场部反应积分游戏-大转盘出现无法查询“投注记录”，点击抽奖后一直超时导致球进入问号区域无法获知抽奖结果。
随后接到系统室的通知，数据库层面有大量死锁，CPU利用率已达到瓶颈值，随后跟市场部联系将游戏入口切换到升级页面，停掉应用，迅速协查原因。

BI报表和Zabbix监控

BI 2015-05-04

BI 2015-05-05

Zabbix.jpg

接口响应时间阻塞严重

请求路径	请求笔数	响应时间平均	响应时间90	响应时间最大
getBetRecords.json	21,318	37,399	53,257	133,631
drawLottery.json	58,458	28,811	50,172	132,225

DB Trace线索整理

请参见文件:Database-Dump.zip

关注一下几处关键点
引起死锁的源头：

-- headblockersummary --
select top 6 lelog0_.log_id as log1_3_, lelog0_.log_activity_code as log2_3_, lelog0_.log_bet_actor_code as log3_3_, lelog0_.log_bet_actor_count as log4_3_, lelog0_.log_bet_actor_name as log5_3_, lelog0_.log_bet_actor_type as log6_3_, lelog0_.log_cmb_accou

io成本比较高：

plan_total_logical_readsplan_total_exec_count

Log线索整理

大量的数据库事务回滚

org.hibernate.TransactionException: JDBC rollback failed
at org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager.doRollback(HibernateTransactionManager.java:679)

Caused by: org.hibernate.TransactionException: JDBC rollback failed
at org.hibernate.transaction.JDBCTransaction.rollback(JDBCTransaction.java:170)
at org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager.doRollback(HibernateTransactionManager.java:676)
... 89 more
Caused by: java.sql.SQLException: Connection has already been closed.
at org.apache.tomcat.jdbc.pool.ProxyConnection.invoke(ProxyConnection.java:117)
at org.apache.tomcat.jdbc.pool.JdbcInterceptor.invoke(JdbcInterceptor.java:109)

大量的数据库连接关闭

2015-05-06 08:24:15,073 [catalina-exec-30] [org.hibernate.jdbc.AbstractBatcher] [WARN] [280] - exception clearing maxRows/queryTimeout

com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerException: The connection is closed.
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerException.makeFromDriverError(SQLServerException.java:190)
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerConnection.checkClosed(SQLServerConnection.java:388)
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerStatement.checkClosed(SQLServerStatement.java:978)
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerStatement.getMaxRows(SQLServerStatement.java:1011)

大量的Socket连接关闭

org.springframework.dao.DataAccessResourceFailureException: could not insert: [com.cmbchina.ccd.pluto.lotteryengine.models.LeLog]; nested exception is org.hibernate.exception.JDBCC
onnectionException: could not insert: [com.cmbchina.ccd.pluto.lotteryengine.models.LeLog]
at org.springframework.orm.hibernate3.SessionFactoryUtils.convertHibernateAccessException(SessionFactoryUtils.java:625)
at org.springframework.orm.hibernate3.HibernateAccessor.convertHibernateAccessException(HibernateAccessor.java:412)
at org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTemplate.doExecute(HibernateTemplate.java:411)
Caused by: org.hibernate.exception.JDBCConnectionException: could not insert: [com.cmbchina.ccd.pluto.lotteryengine.models.LeLog]
at org.hibernate.exception.SQLStateConverter.convert(SQLStateConverter.java:74)
at org.hibernate.exception.JDBCExceptionHelper.convert(JDBCExceptionHelper.java:43)
at org.hibernate.id.insert.AbstractReturningDelegate.performInsert(AbstractReturningDelegate.java:40)
at org.hibernate.persister.entity.AbstractEntityPersister.insert(AbstractEntityPersister.java:2163)
at org.hibernate.persister.entity.AbstractEntityPersister.insert(AbstractEntityPersister.java:2643)
at org.hibernate.action.EntityIdentityInsertAction.execute(EntityIdentityInsertAction.java:51)
at org.hibernate.engine.ActionQueue.execute(ActionQueue.java:279)
Caused by: com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerException: Socket closed
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerConnection.terminate(SQLServerConnection.java:1667)
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerConnection.terminate(SQLServerConnection.java:1654)
at com.microsoft.sqlserver.jdbc.TDSChannel.read(IOBuffer.java:1789)

当时的数据库配置说明

DB Version ： Microsoft SqlServer 2008
Le_Log日志表创建的索引为：

聚集 IDX_ACTIVITY_ACCOUNTID = activityCode + accountId + logUpdateAt
非聚集 IDX_ACTIVITY_USREID = activityCode + userId + logUpdateAt

日志查询语句及执行计划

SELECT top 6 * FROM LE_LOG WHERE activityCode=? AND userId=? AND updateAt BETWEEN ? AND ?

INDEX Seek 非聚集索引 IDX_ACTIVITY_USREID 找到对应的rowId
INDEX Seek 聚集索引 IDX_ACTIVITY_ACCOUNTID 根据rowId找到对应行其他列的数据

日志插入

INSERT INTO LE_LOG VALUES();
先拿到聚集索引的排它锁，将要插入的行进行物理排序，然后对非聚集索引进行维护

原因分析一(查询事务隔离级别应该为READ UNCOMMITTED)

研究原文参考：
CSDN-sql server中高并发情况下同时执行select和update语句死锁问题（一）
CSDN-sql server中高并发情况下同时执行select和update语句死锁问题（二）

在本文的场景中，问题可能就出在非聚集索引与聚集索引的死锁问题上

步骤	Select过程	Insert过程
1	Select获取到对应用户抽奖记录的行共享S锁拿到rowId
2		Insert获取聚集索引的排它X锁
3	根据rowId试图获取聚集索引的共享S锁查询其他列的数据，阻塞！
4		Insert需要同步更新非聚集索引，试图获取排它锁X，被S锁阻塞！

所以死锁发生了。。。
大量的事务回滚应该是为了防止死锁造成数据库宕机设置的锁超时机制造成的，一旦无法插入或者查询日志记录就出现了大量的回滚或者连接强制断开，也就是我们在异常日志中看到的。而事务回滚占用的资源量很大，结果就是系统CPU利用率不断升高。

原因分析二(确认数据库的锁是死锁还是活锁)

CSDN-死锁与活锁 //这个暂时没有研究透彻，作为问题保留！

目前解决方案

SQL语句添加 WITH (NOLOCK) 允许脏读HQL语句Service的方法前添加
@Transactional(isolation=ISOLATION.READ_UNCOMMITTED)

将userId原本的非聚集索引修改为聚集索引， accountId原本的聚集索引改为非聚集索引。这样投注记录的select查询将只走聚集索引seek。
将select * from 修改为select 明确的列 from, 减少io数据量
清理数据库：目前抽奖记录因为市场部的强烈要求必须保留3个月，所以数据量无法缩减。下期新游戏上线的时候会将投注记录UI的提示字样改为一个月，然后同步修改数据库清理脚本为只保留一个月数据。
在查询投注记录明细的时候排序采用的字段是log_id desc，不是聚集索引中的log_update_at，导致执行计划中有很大一部分的排序性能消耗，修改为按照更新时间倒序。当初采用log_id排序是因为测试过程中发现抽奖过快会出现相同时间戳记录的出现，当然这种概率极低。考虑性能输出，对于相同时间戳的记录排序混乱可以忍受。

遗留及仍需深入分析的问题

死锁活锁的特征分析
应用运行三个月期间一直很稳定，当天的并发请求量通过对比也没有发现异常的峰值，为什么这个死锁会突然出现，触发条件到底是什么？仅仅是因为数据量的不断积累导致的么？

Any Remarks & Suggestions are welcomed~