MySQL中怎么處理讀寫(xiě)鎖

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(guān)MySQL中怎么處理讀寫(xiě)鎖，文章內(nèi)容豐富且以專(zhuān)業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

 
1.創(chuàng)建鎖
鎖的創(chuàng)建實(shí)際上就是初始化一個(gè)RW結(jié)構(gòu)體（rw_lock_t），實(shí)際調(diào)用函數(shù)如下:
 
# define rw_lock_create(K, L, level)                                 \ 
         rw_lock_create_func((L),#L) 
 
在rw_lock_create上有三個(gè)參數(shù)，在實(shí)際場(chǎng)景鎖時(shí)只用到第2個(gè)參數(shù)
其中K表示mysql_pfs_key_t，level顯示當(dāng)前的操作類(lèi)型（起碼看起來(lái)是的，在文件sync0sync.h中定義），看起來(lái)k是為performance schema準(zhǔn)備的，而k代表了當(dāng)前操作所在的層次。
例如：purge線程的讀寫(xiě)鎖創(chuàng)建：
 
rw_lock_create(trx_purge_latch_key, 
                 &purge_sys->latch,SYNC_PURGE_LATCH); 
 
我們進(jìn)去rw_lock_create_func看看到底是怎么創(chuàng)建的。
可以看到這個(gè)函數(shù)的邏輯其實(shí)很簡(jiǎn)單：
lock->lock_word =X_LOCK_DECR;    //關(guān)鍵字段
用于限制讀寫(xiě)鎖的最大并發(fā)數(shù)，代碼里的注釋如下：
 
/* We decrement lock_word by this amountfor each x_lock. It is also the
start value for the lock_word, meaning thatit limits the maximum number
of concurrent read locks before the rw_lockbreaks. The current value of
0x00100000 allows 1,048,575 concurrentreaders and 2047 recursive writers.*/ 
 
在嘗試加鎖時(shí)會(huì)調(diào)用rw_lock_lock_word_decr減少lock_word
 在初始化一系列變量后，執(zhí)行：
 
lock->event = os_event_create(NULL); 
lock->wait_ex_event = os_event_create(NULL); 
os_event_create用于創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)信號(hào)，實(shí)際上最終創(chuàng)建的還是互斥量（os_fast_mutex_init(&(event->os_mutex));以及條件變量（os_cond_init(&(event->cond_var));）
最后將lock加入到全局鏈表rw_lock_list中
 
2.加鎖
加鎖函數(shù)由宏定義，實(shí)際調(diào)用函數(shù)為：
1)寫(xiě)鎖
 
# define rw_lock_x_lock(M)                                          \ 
         rw_lock_x_lock_func((M),0, __FILE__, __LINE__) 
 
當(dāng)申請(qǐng)寫(xiě)鎖時(shí)，執(zhí)行如下步驟：
(1).調(diào)用rw_lock_x_lock_low函數(shù)去獲取鎖，如果得到鎖，則rw_x_spin_round_count += i后直接返回，如果得不到鎖，繼續(xù)執(zhí)行
(2).loop過(guò)程中只執(zhí)行一次rw_x_spin_wait_count++
(3).在毫秒級(jí)別的loop多次等待
 
while (i < SYNC_SPIN_ROUNDS 
                          && lock->lock_word <= 0) { 
                            if(srv_spin_wait_delay) { 
                                     ut_delay(ut_rnd_interval(0, 
                                                                  srv_spin_wait_delay)); 
                            } 
                            i++; 
                   } 
 
這里涉及到兩個(gè)系統(tǒng)變量：
innodb_sync_spin_loops(SYNC_SPIN_ROUNDS)
innodb_spin_wait_delay(srv_spin_wait_delay)
 
在SYNC_SPIN_ROUNDS循環(huán)里調(diào)用函數(shù)ut_delay，這個(gè)函數(shù)很簡(jiǎn)單，就是做了delay*50次空循環(huán)
 
Ut_delay(uint delay)： 
         for(i = 0; i < delay * 50; i++) { 
                   j+= i; 
                   UT_RELAX_CPU(); 
         } 
其中，UT_RELAX_CPU()會(huì)調(diào)用匯編指令來(lái)獨(dú)占CPU，以防止線程切換
(4).如果loop的次數(shù)等于SYNC_SPIN_ROUNDS，調(diào)用os_thread_yield（實(shí)際調(diào)用pthread_yield，導(dǎo)致調(diào)用線程放棄CPU的占用）將線程掛起；否則挑到1繼續(xù)loop
(5).在sync_primary_wait_array里獲取一個(gè)cell（占個(gè)坑？）。調(diào)用sync_array_reserve_cell，看起來(lái)有1000個(gè)坑位（sync_primary_wait_array->n_cells）
(6).再次調(diào)用rw_lock_x_lock_low函數(shù)嘗試獲取鎖，若成功獲得，則返回
(7).調(diào)用sync_array_wait_event等待條件變量，然后返回1繼續(xù)loop
具體的加鎖函數(shù)（rw_lock_x_lock_low）稍后分析
 
2)讀鎖
 
# define rw_lock_s_lock(M)                                          \ 
         rw_lock_s_lock_func((M),0, __FILE__, __LINE__) 
 
這個(gè)函數(shù)定義在sync0rw.ic里，函數(shù)也很簡(jiǎn)單，如下：
 
   if (rw_lock_s_lock_low(lock, pass, file_name, line)) { 
       return; /* Success */ 
    }else { 
       /* Did not succeed, try spin wait */ 
       rw_lock_s_lock_spin(lock, pass, file_name, line); 
       return; 
}   
 
這里首先調(diào)用rw_lock_s_lock_low進(jìn)行加鎖，如果加鎖不成功，則調(diào)用rw_lock_s_lock_spin進(jìn)行等待，rw_lock_s_lock_spin的代碼邏輯與rw_lock_x_lock_func有些相似，這里不再贅述。
在rw_lock_s_lock_spin里會(huì)遞歸的調(diào)用到rw_lock_s_lock_low函數(shù)；
 
看起來(lái)實(shí)際的加鎖和解鎖操作是通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)器來(lái)控制的，
(1)在函數(shù)rw_lock_s_lock_low中
rw_lock_lock_word_decr (lock, 1)，對(duì)lock->lock_word減去1
減數(shù)成功返回true，否則返回false
這部分的邏輯還是很簡(jiǎn)單的。
 
(2)在函數(shù)rw_lock_x_lock_low中，調(diào)用：
rw_lock_lock_word_decr(lock, X_LOCK_DECR)，對(duì)lock->lock_word減去X_LOCK_DECR
減數(shù)成功后，執(zhí)行：
 
rw_lock_set_writer_id_and_recursion_flag(lock,pass ? FALSE : TRUE)來(lái)設(shè)置： 
lock->writer_thread = s_thread_get_curr_id() 
lock->recursive = TRUE 
 
然后調(diào)用rw_lock_x_lock_wait函數(shù)等待lock->lock_word=0，也就是說(shuō)等待所有的讀鎖退出。
 
看到一個(gè)比較有意思的現(xiàn)象，在.ic的代碼里看到使用了宏
INNODB_RW_LOCKS_USE_ATOMICS，這是跟gcc的版本相關(guān)的，通過(guò)使用gcc的內(nèi)建函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)原子操作。
 
3.解鎖
解鎖操作包括解除讀鎖（#define rw_lock_s_unlock(L) rw_lock_s_unlock_gen(L, 0)）和解除寫(xiě)鎖操作（#definerw_lock_x_unlock(L) rw_lock_x_unlock_gen(L, 0)）
實(shí)際調(diào)用函數(shù)為rw_lock_s_unlock_func和rw_lock_x_unlock_func
 
1)解除讀鎖（rw_lock_s_unlock_func）
增加計(jì)數(shù)rw_lock_lock_word_incr(lock, 1)
 
2)解除寫(xiě)鎖（rw_lock_x_unlock_func）
執(zhí)行如下操作
(1)如果是最后一個(gè)遞歸調(diào)用鎖的線程，設(shè)置lock->recursive= FALSE; 代碼里的注釋如下：
 
/* lock->recursive flag also indicatesif lock->writer_thread is
   valid or stale. If we are the last of the recursive callers
   then we must unset lock->recursive flag to indicate that the
   lock->writer_thread is now stale.
   Note that since we still hold the x-lock we can safely read the
   lock_word. */ 
 
(2)增加計(jì)數(shù)rw_lock_lock_word_incr(lock,X_LOCK_DECR) == X_LOCK_DECR，這時(shí)候需要向等待鎖的線程發(fā)送信號(hào)：
 
if (lock->waiters) { 
     rw_lock_reset_waiter_flag(lock); 
     os_event_set(lock->event);    
     sync_array_object_signalled(sync_primary_wait_array); 
} 
 
os_event_set函數(shù)會(huì)發(fā)送一個(gè)pthread_cond_broadcast給等待的線程
 
4.監(jiān)控讀寫(xiě)鎖
為了防止mysqld被hang住導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間等待rw鎖，error監(jiān)控線程會(huì)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間等待的線程進(jìn)行監(jiān)控。這個(gè)線程每1秒loop一次
（os_event_wait_time_low(srv_error_event, 1000000, sig_count);）
函數(shù)入口：srv_error_monitor_thread
函數(shù)sync_array_print_long_waits()用于處理長(zhǎng)時(shí)間等待信號(hào)量的線程，流程如下：
1. 查看sync_primary_wait_array數(shù)組中的所有等待線程。
->大于240秒時(shí)，向錯(cuò)誤日志中輸出警告，設(shè)置noticed = TRUE;
->大于600秒時(shí)，設(shè)置fatal =TRUE;
2.當(dāng)noticed為true時(shí)，打印出innodb監(jiān)控信息，然后sleep30秒
3. 返回fatal值
 
當(dāng)函數(shù)sync_primary_wait_array返回true時(shí)，對(duì)于同一個(gè)等待線程還會(huì)有十次機(jī)會(huì)，也就是300 + 1*10（監(jiān)控線程每次loop sleep 1s）秒的時(shí)間；如果挺不過(guò)去，監(jiān)控線程就會(huì)執(zhí)行一個(gè)斷言失?。?br/> 
if (fatal_cnt > 10) { 
                   fprintf(stderr, 
                            "InnoDB:Error: semaphore wait has lasted" 
                            "> %lu seconds\n" 
                            "InnoDB:We intentionally crash the server," 
                            "because it appears to be hung.\n", 
                             (ulong) srv_fatal_semaphore_wait_threshold); 
  
                            ut_error; 
                   } 
 
ut_error是一個(gè)宏：
 
#define ut_error      assert(0) 
斷言失敗導(dǎo)致mysqld crash
 在函數(shù)srv_error_monitor_thread里發(fā)現(xiàn)一個(gè)比較有意思的參數(shù)srv_kill_idle_transaction，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)變量為innodb_kill_idle_transaction，用于清理在一段時(shí)間內(nèi)的空閑事務(wù)。這個(gè)變量指定了空閑事務(wù)的最長(zhǎng)時(shí)間。

上述就是小編為大家分享的MySQL中怎么處理讀寫(xiě)鎖了，如果剛好有類(lèi)似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。