【MySQL技术内幕】34-lock与latch

这里还要区分锁中容易令人混淆的概念lock与 latch。在数据库中,lock与 latch都可以被称为“锁”。但是两者有着截然不同的含义,本章主要关注的是lock。

latch一般称为闩锁(轻量级的锁),因为其要求锁定的时间必须非常短。若持续的时间长,则应用的性能会非常差。在 InnoDB存储引擎中, latch又可以分为 mutex(互斥量)和 rwlock(读写锁)。其目的是用来保证并发线程操作临界资源的正确性,并且通常没有死锁检测的机制。
lock的对象是事务,用来锁定的是数据库中的对象,如表、页、行。并且一般lock的对象仅在事务 commit或 rollback后进行释放(不同事务隔离级别释放的时间可能不同)。此外,lock,正如在大多数数据库中一样,是有死锁机制的。下表显示了lock与latch的不同。

lock与 latch的比较
	lock	latch
对象	事务	线程
保护	数据库内容	内存数据结构
持续时间	整个事务过程	临界资源
模式	行锁、表锁、意向锁	读写锁、互斥量
死锁	通过 waits-for graph、 time out等机制进行无死锁检测与处理机制。	无死锁检测与处理机制。仅通过应用程序加锁的顺序(lock leveling)保证无死锁的情况发生
存在于	Lock Manager的哈希表中	每个数据结构的对象中

对于 InnoDB存储引擎中的 latch,可以通过命令SHOW ENGINE INNODB MUTEX来进行查看。

mysql> show engine innodb mutex;
+--------+-----------------------------+----------+
| Type   | Name                        | Status   |
+--------+-----------------------------+----------+
| InnoDB | rwlock: dict0dict.cc:2685   | waits=1  |
| InnoDB | rwlock: dict0dict.cc:1183   | waits=91 |
| InnoDB | rwlock: fil0fil.cc:1381     | waits=1  |
| InnoDB | rwlock: log0log.cc:838      | waits=81 |
| InnoDB | rwlock: btr0sea.cc:195      | waits=1  |
| InnoDB | sum rwlock: buf0buf.cc:1460 | waits=12 |
+--------+-----------------------------+----------+
6 rows in set (0.17 sec)

在 Debug版本下,通过命令SHOW ENGINE INNODB MUTEX可以看到 latch的更多信息,如图所示。

通过上述的例子可以看出,列Type显示的总是 InnoDB,列Name显示的是 latch的信息以及所在源码的位置(行数)。列 Status比较复杂,在 Debug模式下,除了显示 os_waits,还会显示 count、 spin_waits、spin_rounds、os_yields、os_wait_times等信息。其具体含义见下表。

命令SHOW ENGINE INNODB MUTEX输出结果说明
名称	说明
count	mutex被请求的次数
spin_waits	spin lock(自旋锁)的次数,InnoDB存储引擎latch在不能获得锁时首先进行自旋,若自旋后还不能获得锁,则进入等待状态
spin_rounds	自旋内部循环的总次数,每次自旋的内部循环是一个随机数。 spin rounds/spain waits表示平均每次自旋所需的内部循环次数
os_waits	表示操作系统等待的次数。当 spin lock通过自旋还不能获得 latch时,则会进入操作系统等待状态,等待被唤醒
os_yields	进行 os_thread_yield唤醒操作的次数
os_wait_times	操作系统等待的时间,单位是ms

上述所有的这些信息都是比较底层的,一般仅供开发人员参考。但是用户还是可以通过这些参数进行调优。
相对于 latch的查看,lock信息就显得直观多了。用户可以通过命令 SHOW ENGINE INNODB STATUS及 information_schema架构下的表 INNODB_TRX、INNODB_LOCKS、INNODB_LOCK_WAITS来观察锁的信息。

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