DLM分布式锁的实现机制

1、AST简介

DLM进程(LMON、LMD)之间的跨实例通信是使用高速互联上的IPC层实现的。为了传递锁资源的状态，DLM使用了异步陷阱(AST)，它在操作系统处理程序例程中实现为中断。纯粹主义者可能同意AST的确切含义以及它的实现方式(中断或其他阻塞机制)，但对于OPS或Oracle RAC来说，它就是中断。

AST可以是一个"阻塞AST"，也可以是一个"获取AST"。当一个进程请求一个资源上的锁时，DLM向当前对同一资源拥有锁的全部进程发出一个阻塞异步陷阱(BAST)。在可能和必要时，这个锁的拥有者会放弃这个锁，允许请求者获取对该资源的访问。DLM将向请求者发送一个获取AST(AAST)，通知其现在可以拥有这个资源(和这个锁)。通常将AAST看作进程的"唤醒呼叫"。 

DLM使用两个队列跟踪所有的lock 请求，并用两个ASTs（asynchronous traps）来完成请求的发送和响应，实际就是异步中断（interrupt）或者陷阱（trap）。下图显示的是资源和队列的关系，granted queue中记录的是所有已经获得的lock的进程，而convert queue记录时是所有等待lock的进程。

进程1和进程2拥有数据块S模式的锁，因此在granted queue 中有记录，假设现在进程2要获得X模式的锁，进程2必须先向DLM提出请求；请求提交给DLM后，DLM就要把进程2放在convert queue中。向拥有不兼容模式锁的进程1发送一个blocking  ASTs，这是一个异步请求，所以DLM不必等待响应。当进程1接受到这个BAST之后，就会把这个lock降级为null模式，DLM把进程2的锁模式转换为x模式，如下图所示：

然后，DLM发送一个acquisition ASTn（AAST）给进程2，并把进程2放到Granted queue中，如下图所示，进程2就可以继续处理了：

２、在DLM中如何授予锁
为了说明锁定在OPS的DLM中是如何工作的，请考虑一个由两个节点组成的示例集群，它有一个共享磁盘阵列：
(1) 进程p1需要修改实例1上的一个数据块。p1需要检查这个数据块上是否存在锁，然后才能将它读入实例1上的缓冲区缓存中。
(2) 这个数据块中可能存在锁，也可能不存在，因此LCK进程检查SGA结构，以验证缓冲区锁状态。如果存在锁，那么LCK必须请求DLM对这个锁进行降级。
(3) 如果不存在锁，那么LCK必须在本地实例中创建锁元素(LE)，其角色是本地的。
(4) LCK必须以独占模式向DLM请求这个LE。如果该资源由实例1主控，那么LM继续处理。否则，必须将这个请求发送到集群中的主控DLM。
(5) 假定这个锁由实例1主控，则这个实例上的DLM在其DLM数据库中进行本地缓存查询，发现实例2上的一个进程已经对同一数据块拥有独占(EX)锁。
(6) 实例1上的DLM向实例2上的DLM发出一个BAST，请求对此锁进行降级。实例2上的DLM向同一实例上的LCK发出另一个BAST，将这个锁由EX降级为NULL。
(7) 实例2上的进程可能已经更新了这个锁，并且可能还没有提交修改。"脏缓冲区写入器"(DBWR)得到信号，将这个数据块写到磁盘上。在写入确认之后，实例2上的LCK将这个锁降级为NULL，向同一实例上的DLM发送一个AAST。
(8) 实例2上的DLM针对锁状态的修改对本地DLM数据库进行更新，并向实例1上的DLM发送一个AAST。
(9) 实例1上的主控DLM更新主控DLM数据库中这个锁(EX)的状态，现在可以将这个锁授予其实例上的进程。DLM自身将这个锁升级到EX。
(10) 实例1上的DLM现在向本地LCK进程发送另一个AAST，向它通知有关锁授予的情况，而且现在可以从磁盘读取该数据块。