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openGauss表级锁、轻量锁和死锁检测

openGauss小助手 2021-10-11
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在前几节,已经向读者初步介绍了在事务并发控制中,需要有锁机制的参与。事实上,在openGauss中,主要有两种类型的锁:表级锁和轻量锁。

表级锁主要用于提供各种类型语句对于表的上层访问控制。根据访问控制的排他性级别,表级锁分为1级到8级锁。对于两个表级锁(同一张表)的持有者,如果他们持有的表级锁的级别之和大于等于8级,那么这两个持有者的表级锁会相互阻塞。

在典型的数据库操作中,查询语句需要获取1级锁,DML语句需要获取3级锁,因此这两个操作在表级层面不会相互阻塞(这得益于10.3.2节中介绍MVCC和快照机制)。相比之下,DDL语句通常需要获取8级锁,因此对同一张表的DDL操作会和查询语句、DML语句相互阻塞。正如10.3.5节中图10-17的例子所示,以修改表结构类型的DDL语句为代表,如果允许在该DDL执行过程中同时插入多条数据,那么前后插入的数据的字段个数可能不一致,甚至相同字段的类型亦可能出现不一致。

另一方面,在创建一个表的索引过程中,一般不允许有并发的DML操作,否则可能会导致索引不正确,或者需要引入复杂的并发索引修正机制。在openGauss中,创建索引语句需要对目标表获取5级锁,该锁级别和DML的3级锁会相互阻塞。

在openGauss中,为表级锁的所有等待者维护了等待队列信息。基于该等待队列,openGauss对于表级锁提供了死锁检测。死锁检测的基本原理是尝试在所有表级锁的等待队列中寻找是否存在能够构成环形等待队列的情况,如果存在环形等待队列,那么就表示可能发生了死锁,需要让其中某个等待者回滚事务退出队列,从而打破该环形等待队列。

在openGauss中,第二种广泛使用的锁是轻量锁。轻量锁只有共享和排他两种级别,并且没有等待队列和死锁检测。一般轻量锁并不对数据库用户提供,仅供数据库开发人员使用,需要开发人员自己来保证并发情况下不会发生死锁的场景。在本章中曾经介绍过的页面锁即是一种轻量锁,表级锁也是基于轻量锁来实现的。

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