亚信科技AntDB数据库——深入了解AntDB-M元数据锁的实现（二）

5.5 防止低优先级锁饥饿

AntDB-M按照优先级将锁又分了两类，用于解决低优先级锁饥饿问题。

   ●独占型(hog): X, SNRW, SNW; 具有较强的不兼容性，优先级高，容易霸占锁，造成其他低优先级锁一直处于等待状态。

   ●暗弱型(piglet): SW; 优先级仅高于SRO。

这两种类型锁会分别进行加锁计数。当授予hog类型锁时，如果等待队列中有非hog类型，则计数加1。当授予piglet类型锁时，如果等待队列中有SRO，则计数加1。针对计数是否超过阀值(max_write_lock_count)制定了四种优先级矩阵。在加锁授权检测时，如果两种类型中有任一达到统计阀值，则切换到对应的优先级矩阵，重新检测是否可以授权，此时优先级进行了反转，会提升低优先级锁优先获取锁。当前等待队列里低优先级锁处理完毕后，会重置对应的hog,piglet计数器，并反转优先级。

5.6 死锁检测

图1-死锁等待

每个线程在进入锁等待前，都会先进行死锁检测，避免陷入死锁等待。在检测前，会先将自己获取到的unobtrusive锁进行物化，即将锁放入锁的授予列表中，以便死锁检测能区分锁的归属线程。然后设置自己上下文等待ticket，每个进入等待的线程都有自己的等待ticket，用于死锁检测。

AntDB-M使用等待图算法进行死锁检测，每个锁对象下的waiting队列中的每个ticket都存在自己的不兼容锁，即正在等待的锁，所有锁对象下的waiting队列中的ticket根据等待关系，构成了一个等待图。先对当前线程的等待的锁对象下的所有ticket进行广度优先检测，即对当前ticket节点的所有边进行检测，在没有发现死锁时，再进入每个ticket上下文的等待ticket对应的锁对象进行深度检测。

图2-死锁检测

检测开始时记住此次检测的起始上下文，即当前线程的上下文。当在广度、深度遍历过程中，发现等待路径上再次出现起始上下文，说明出现了循环等待，即死锁。如果检测深度(即检测上下文个数)超过阀值（32），也认为出现了死锁。

5.7 死锁驱逐

当发现死锁时，在整个检测路径上包括自己会有2到多个ticket，对于这些ticket，会选其中死锁权重最低的设置状态为驱逐，即唤醒该线程结束等待，将自己从锁对象的等待队列中移除。权重分为3级:DDL锁 > 用户级锁 > DML锁。在出现死锁时，更倾向于让DML事务回滚，让DDL语句继续执行。权重相同时，更倾向于后进入等待队列的事务回滚。在设置了驱逐状态后，并不能保证剩余的锁间没有死锁，会重新进行一次死锁检测，直到没有发现死锁，或者将自己设为驱逐状态为止。对每个上下文进行检测时，对其加读锁，避免上下文的等待对象被重置。

对每个锁对象进行检测时，对其加读锁，避免已授权、等待队列被更新。通过读锁保障数据安全的同时，又保障了多线程间的并发操作。

5.8 锁等待及通知

每个线程的锁上下文都有一个条件变量来进行锁等待。线程在没有获取锁的授权时，会将自己的ticket添加到锁对象的等待队列，并进入等待状态。等待队列的锁授予检测有3个时机：

1）加锁申请阶段，hog,piglet类型锁申请个数超过阀值。

2）当有线程释放元数据锁。

3）元数据锁降级。

时机触发时，会遍历该锁对象的等待列表，检测到可以授予时，设置线程等待状态为授予锁，通知该线程，并将ticket从等待队列移到授予队列。

总结  

AntDB-M通过多层次、多粒度、多优先级提供了灵活丰富的元数据锁功能，适用于各种业务场景。将加锁路径区分快速、慢速路径，提高绝大部分业务场景的加锁效率。通过优先级反转，避免低优先级饥饿。高效的广度优先死锁检测技术，避免了死锁的发生。如果检测到了死锁，会优先驱逐DML操作，保障成本更高的DDL操作，相同操作会优先驱逐等待时间更短的操作，保持公平性。

关于亚信安慧AntDB数据库

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