PostgreSQL 自旋锁浅析

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什么是自旋锁

经过上次的《PostgreSQL查询优化器详解》中大明和牛二哥对PostgreSQL优化器的概要的讲解，小明感到自己已经深深的爱上了数据库内核，小明在GitChat网站上购买了《PostgreSQL优化器入门》的文字网课，还跑到实体书店买了本《PostgreSQL技术内幕：查询优化深度探索》，每天对照着网课和书上的内容仔细研读PostgreSQL的优化器的实现，准备在毕业之后去从事数据库内核开发的工作。

不过，最近在学校的数据库原理课程学到了并发控制的部分，这部分对小明来说有点难度，因为小明没有对数据库的原理进行过实践，无法理解锁的重要性，于是小明又来到自己的哥哥大明家里向大明请教PostgreSQL是如何实现并发控制的。

大明说：“并发控制的部分比较繁杂，我们今天主要关注PostgreSQL锁的实现，不过我们先从最底层的部分开始，先来看一看PostgreSQL是如何实现一个自旋锁的，你知道自旋锁吗？”

小明感觉这个概念好像在哪里听过，但又没什么印象，于是小声的说：“不知道。”

大明哈哈一笑，嘲讽道：“这么轻易就说不知道？自信一点！大胆一点！再问你一遍，知道不知道自旋锁？！”

小明感觉受到了很大的鼓舞，于是大声的说：“我不知道！”

“嗯，很自信嘛。。。来，让朕给你讲讲。PostgreSQL的锁的概念有很多种，比如常见的表锁、行锁、页锁、轻量锁、自旋锁等等，这里面最底层的是实现是自旋锁，它和硬件直接接触，并且屏蔽各种不同硬件和操作系统的细节，通常利用硬件提供的原子操作指令来实现。”

“那为什么要使用这种锁呢？”

“自旋锁是一种互斥锁，它通常是用来保护临界区，这种保护的方式是一种‘不是你死就是我活’的方式，比如说我通过锁获取到这个临界区的访问权限，那么其他人就必须等待，那它怎么等待呢？”

“我知道！”小明抢答道：“如果干等着的话，CPU就不能被充分的利用，所以我知道系统里有一个sleep函数能很好的解决这个问题，如果我们不能获取到锁，那么我们可以睡一会，再来获取锁，我听说sleep函数可以释放CPU资源，这样其他进程或者线程就能充分的利用CPU了，这样CPU即被充分的利用，我也能不停的对锁发出请求，岂不是两全其美。”小明伸了伸衣袖，对大明说：“拿笔来！让我展示一下coding的能力。”

大明给他找了纸和笔，调侃道“看上去很高调嘛？”

“我也想低调，但是实力不允许啊！”小明一边说，一边在纸上写出了自己的蓝图：

while(!spinlock_aquire(&lock))

                sleep(100);

大明接过笔在小明写的代码上画了一个大大的对勾，对小明的行为表示肯定，然后又画了一个X，解释道：“虽然看上去合理，但是这里存在一个问题，有时我们要保护的临界区只有区区几个指令，锁的持有者实际上占有锁的时间是极短的，换句话说锁的请求者实际上不用等太长时间就能获得锁，这时候就需要考虑这个睡眠是不是合适了。”

小明说：“我读书少，你别骗我，有什么不合适的？不睡眠难道一直占着CPU资源不放