Τι προκαλεί deadlocks και πώς τα αποτρέπεις;

Question

Accepted Answer

Ένα **deadlock** συμβαίνει όταν δύο (ή περισσότερες) συναλλαγές κρατούν ο καθένας ένα κλείδωμα που χρειάζεται ο άλλος, έτσι κανείς δεν μπορεί να προχωρήσει — είναι κολλημένοι περιμένοντας ο ένας τον άλλον για πάντα. Οι βάσεις δεδομένων ανιχνεύουν τα deadlocks και τα επιλύουν με το **να διακόψουν μία συναλλαγή** (το "θύμα"), η οποία πρέπει να ξαναπροσπαθήσει. Η κατανόηση των αιτίων και η πρόληψη είναι σημαντικές για εφαρμογές με ταυτόχρονη πρόσβαση.

## Πώς συμβαίνει ένα deadlock

```text
Transaction A: locks row 1, then wants row 2
Transaction B: locks row 2, then wants row 1
→ A waits for B (to release row 2), B waits for A (to release row 1) → DEADLOCK
  Neither can proceed; they're waiting on each other in a cycle.
```

```sql
-- Transaction A                    -- Transaction B (concurrent)
BEGIN;                              BEGIN;
UPDATE accounts SET .. WHERE id=1;  UPDATE accounts SET .. WHERE id=2;  -- each locks a row
UPDATE accounts SET .. WHERE id=2;  UPDATE accounts SET .. WHERE id=1;  -- each wants the OTHER's
-- → DEADLOCK: the database aborts one transaction
```

## Πώς οι βάσεις δεδομένων χειρίζονται τα deadlocks

```text
Databases DETECT deadlocks (find the cycle of waiting transactions) and resolve them
by ABORTING one transaction (the victim) with a deadlock error → it must RETRY.
→ Your application must handle the deadlock error and retry the transaction.
```

## Στρατηγικές πρόληψης

```text
✓ CONSISTENT LOCK ORDERING — always acquire locks in the SAME order (e.g. always
  lock the lower account id first). This breaks the cycle → the #1 prevention technique.
✓ Keep transactions SHORT — hold locks for less time (less chance to overlap)
✓ Access tables/rows in a consistent order across all transactions
✓ Use lower isolation levels where appropriate (less locking)
✓ Avoid user interaction / long operations inside a transaction (holds locks too long)
✓ Handle deadlock errors with RETRY logic (deadlocks can't be fully eliminated)
```

Η **#1 πρόληψη** είναι η **συνεπής σειρά κλειδώματος**: αν όλες οι συναλλαγές αποκτούν κλειδώματα με τη σamed σειρά (π.χ. πάντα το χαμηλότερο id πρώτο), η κυκλική αναμονή δεν μπορεί να σχηματιστεί.

## Το μοτίβο επανάληψης

```text
Since deadlocks can still happen, applications should catch the deadlock error and
RETRY the transaction (often a few times with a small delay). This is standard
resilience for concurrent database code.
```

## Γιατί έχει σημασία

Τα deadlocks είναι ένα σημαντικό ζήτημα ταυτοχρονισμού στις βάσεις δεδομένων — εμφανίζονται σε οποιαδήποτε εφαρμογή με ταυτόχρονες συναλλαγές που τροποποιούν επικαλυπτόμενα δεδομένα, και η κατανόησή τους είναι πολύτιμη γνώση επιπέδου ανώτερων λογισμικών μηχανικών για την κατασκευή ισχυρών συστημάτων με ταυτόχρονη πρόσβαση.

Η κατανόηση της **αιτίας** — δύο συναλλαγές που κρατάνε η καθεμία ένα κλείδωμα που χρειάζεται η άλλη, δημιουργώντας μια κυκλική αναμονή όπου κανείς δεν μπορεί να προχωρήσει — είναι το θεμέλιο.

Η γνώση του τρόπου που οι βάσεις δεδομένων **χειρίζονται** τα deadlocks (ανιχνεύοντας τον κύκλο και διακόπτοντας μια συναλλαγή ως θύμα, η οποία πρέπει να ξαναπροσπαθήσει) είναι σημαντική γιατί σημαίνει ότι η **εφαρμογή σας πρέπει να χειρίζεται deadlock σφάλματα με λογική επανάληψης** — τα deadlocks δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως, έτσι ο ανθεκτικός κώδικας με ταυτόχρονη πρόσβαση πιάνει το deadlock σφάλμα και ξαναπροσπαθεί (ένα τυπικό, σημαντικό μοτίβο).

Οι **στρατηγικές πρόληψης** είναι η κύρια πρακτική γνώση, ιδιαίτερα η #1 τεχνική: η **συνεπής σειρά κλειδώματος** (αποκτώντας πάντα κλειδώματα με την ίδια σειρά σε όλες τις συναλλαγές, η οποία σπάει την κυκλική συνθήκη αναμονής που προκαλεί deadlocks) — μαζί με το διατήρηση συναλλαγών σύντομες (κρατώντας κλειδώματα για λίγο), την πρόσβαση σε πόρους με συνεπή σειρά, και την αποφυγή μεγάλων λειτουργιών εντός συναλλαγών.

Επειδή τα deadlocks προκαλούν πραγματικά προβλήματα (αποτυχημένες συναλλαγές, σφάλματα, υποβαθμισμένη απόδοση) σε εφαρμογές ταυτόχρονης βάσης δεδομένων, και επειδή η κατανόηση της αιτίας τους (κυκλική αναμονή κλειδωμάτων), της πρόληψης (ιδιαίτερα συνεπής σειρά κλειδώματος και σύντομες συναλλαγές), και της αναγκαιότητας της λογικής επανάληψης είναι αυτό που σας επιτρέπει να κατασκευάσετε ισχυρά συστήματα με ταυτόχρονη πρόσβαση, η κατανόηση των deadlocks είναι πολύτιμη γνώση επιπέδου ανώτερων λογισμικών μηχανικών για οποιαδήποτε εφαρμογή με σημαντική ταυτόχρονη πρόσβαση στη βάση δεδομένων — μια συχνά σχετική λειτουργική ανησυχία και ένα συνηθισμένο ζήτημα προηγμένης συνέντευξης που δείχνει κατανόηση του ταυτοχρονισμού της βάσης δεδομένων και της ανθεκτικότητας.