Latch

什么是latch:

鎖是數據庫系統區別與文件系統的一個關鍵特性。鎖機制用於管理對共享資源的並發訪問。Innodb存儲引擎在行級別上對表數據上鎖，這固然不錯。但是Innodb也會在多個地方使用鎖，從而允許多種不同資源提供並發訪問。例如，操作緩沖池匯總的LRU列表，刪除、添加、移動LRU列表中的元素，為了保證一致性，必須有鎖的介入，這就是latch鎖。

latch與lock的區別

latch一般稱為閂鎖(輕量級別的鎖)，因為其要求鎖定的時間必須非常短。若持續的時間長，則應用的性能會非常差。在Innodb存儲引擎中，latch又可以分為mutex(互斥量)和RW-Lock(讀寫鎖)。

而lock對象是事務，用來鎖定的是數據庫中的對象，如表、行、頁。並且一般lock的對象僅在事務commit或rollback后進行釋放(不同事務隔離級別釋放的時間可能不同)。此外，lock，正如在大多數數據庫中一樣，是有死鎖機制的。

同過show engine innodb mutex 進行查看latch

name列顯示的是latch的信息以及源碼所在的位置(行數)。

latch的分類

分為：mutex：互斥量；有時候有些資源需要共享和並發，但是又不是分頻繁，所以向操作系統申請一個mutex，mutex都是排他的。

RW-LATCH : 讀寫鎖

latch的理解：

一個例子：

當我們在執行select 時，數據是緩存在buffer pool中的，多個線程並發訪問或者修改這個數據必然需要一個並發控制機制，這個就是latch

數據庫要訪問的數據必須先存在緩存中，而緩存一般比磁盤空間要小，數據緩沖使用hash表來記錄數據頁是否在內存中。在MySQL中對應的RW-Latch在errlog中說的很清楚，該RW-Latch是在buf0sea.cc的658行創建的RW-Latch。

看errorlog 的壓測示例：

根據日志我們可以分析到線程140140355766016要對記錄加一個x鎖，但是等待線程0x4c407b8線程的RW-Latch的釋放。

latch爭用過程

1)a以x訪問鏈表

2)b排隊等待x解鎖  占了cpu，但是cpu發現你在等待，所以cpu將b踢出

3)鎖鏈的時間，就是找數據的時間。

4)b知道很a快所以，b不去排隊，這是后去spin也就是空轉cpu，然后再去看一下內存數據結構，a是否已解鎖

5)b轉了一圈后，在bspin的時間段的時間中，c進來了，連續多次的spin后， 產生了os waits

6)操作系統將b從cpu中踢出

latch鎖特點：

1.不排隊

2.spin

3.os waits

4.cpu繁忙

mutex：

內存結構 很小 數據庫從操作系統申請到的，不占用buffer pool，完全排他

mutex鎖的持有過程:

a線程持有想mutex內存數據結構中寫一個1

b線程看到內存數據結構有數字， 那么就去spin

確認latch爭用類型：

(這就是在源碼中的173語句)由errorlog 得到的

latch爭用的過程

鏈表上有一個鏈的保護機制latch，小內存結構，這時候有讀的線程a上來要讀取鏈，這個時候這個管理就變成r，讀鎖，當在鏈上找到數據的時候(讀)，一找到就釋放讀鎖，b上來也要讀取，這時候一看是r，讀鎖是可以共享的，她也是對鏈進行訪問讀取的，c上來要修改鏈中的兩個塊的內容，一看是r，r和w是互斥的，不能夠同時進行，要么

1、主動要求退出cpu

2、空占着cpu資源(執行一段空代碼，loop，隔一段時間看看a和b有沒有使用完(spin)，但是在這個過程中因為c沒有排隊等待，所以可能在等待的過程中又有其他的線程上來霸占鏈，如果執行多次仍這樣，可能就sleep，退出cpu了)為什么空占(害怕操作系統看她閑的把他強行拖走)，等(因為他知道a和b占用了資源時間比較短，就是遍歷一條鏈的時間非常短)。

latch爭用的現象：

1、latch爭用會表現為cpu繁忙

2、latch爭用沒有排隊，等一段隨機的時間再回來看一看

監控指標

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SEMAPHORES

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OS WAIT ARRAY INFO: reservation count 2

OS WAIT ARRAY INFO: signal count 2

RW-shared spins 0, rounds 4, OS waits 2

RW-excl spins 0, rounds 0, OS waits 0

RW-sx spins 0, rounds 0, OS waits 0

Spin rounds per wait: 4.00 RW-shared, 0.00 RW-excl, 0.00 RW-sx

rounds的意思是每次詢問旋轉的參數

os waits：表示sleep，當突然增長比較快的時候，說明latch爭用比較嚴重

rw-shared spin 的次數

rw-excl  spin的次數

latch爭用發生的原因

1、內存訪問太頻繁(不停地找)

2、list鏈太長(鏈上掛10000個快，被持有的幾率太大)

所以有時候會增加instance的數量，把大pool切成小的pool，讓list鏈變的短一些

如何降低latch爭用：

如果出現latch爭用比較嚴重

1.優化sql，降低對內存讀的數量——效果比較明顯

2.增加instances的數量

如何准確發現解決latch

1.show engine Innodb mutex

2.查看什么類型的latch

3.定位sql