MySQL中的latch(閂鎖)詳解——易產生的問題以及原因分析

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Latch

什麼是latch:

　　鎖是資料庫系統區別與檔案系統的一個關鍵特性。鎖機制用於管理對共用資源的並發訪問。Innodb儲存引擎在行層級上對錶資料上鎖，這固然不錯。但是Innodb也會在多個地方使用鎖，從而允許多種不同資源提供並發訪問。例如，操作緩衝池匯總的LRU列表，刪除、添加、移動LRU列表中的元素，為了保證一致性，必須有鎖的介入，這就是latch鎖。

latch與lock的區別

　　latch一般稱為閂鎖（輕量層級的鎖），因為其要求鎖定的時間必須非常短。若持續的時間長，則應用的效能會非常差。在Innodb儲存引擎中，latch又可以分為mutex（互斥量）和RW-Lock（讀寫鎖）。

而lock對象是事務，用來鎖定的是資料庫中的對象，如表、行、頁。並且一般lock的對象僅在事務commit或rollback後進行釋放（不同交易隔離等級釋放的時間可能不同）。此外，lock，正如在大多數資料庫中一樣，是有死結機制的。

同過show engine innodb mutex 進行查看latch

 

name列顯示的是latch的資訊以及源碼所在的位置（行數）。

latch的分類

分為：mutex：互斥量；有時候有些資源需要共用和並發，但是又不是分頻繁，所以向作業系統申請一個mutex，mutex都是排他的。

　　   RW-LATCH : 讀寫鎖

latch的理解：

一個例子：

當我們在執行select 時，資料是緩衝在buffer pool中的，多個線程並發訪問或者修改這個資料必然需要一個並發控制機制，這個就是latch

資料庫要訪問的資料必須先存在緩衝中，而緩衝一般比磁碟空間要小，資料緩衝使用hash表來記錄資料頁是否在記憶體中。在MySQL中對應的RW-Latch在errlog中說的很清楚，該RW-Latch是在buf0sea.cc的658行建立的RW-Latch。

 

看errorlog 的壓測樣本：

 

根據日誌我們可以分析到線程140140355766016要對記錄加一個x鎖，但是等待線程0x4c407b8線程的RW-Latch的釋放。

 

latch爭用過程

1）a 以x訪問鏈表

2）b 排隊等待x解鎖  佔了cpu，但是cpu發現你在等待，所以cpu將b踢出

3）鎖鏈的時間，就是找資料的時間。

4）b知道很a快所以，b不去排隊，這是後去spin 也就是空轉cpu，然後再去看一下記憶體資料結構，a是否已解鎖

5）b轉了一圈後，在bspin的時間段的時間中，c進來了，連續多次的spin後， 產生了os waits

6）作業系統將b從cpu中踢出

latch鎖特點：

• 1.不排隊
• 2.spin
• 3.os waits
• 4.cpu繁忙

mutex：

      記憶體結構 很小 資料庫從作業系統申請到的，不佔用buffer pool，完全排他

 mutex鎖的持有過程:　

　　a線程持有想mutex記憶體資料結構中寫一個1

 　  b線程看到記憶體資料結構有數字， 那麼就去spin

確認latch爭用類型：

(這就是在源碼中的173語句)由errorlog 得到的

 

latch爭用的過程

鏈表上有一個鏈的保護機制latch，小記憶體結構，這時候有讀的線程a上來要讀取鏈，這個時候這個管理就變成r，讀鎖，當在鏈上找到資料的時候(讀)，一找到就釋放讀鎖，b上來也要讀取，這時候一看是r，讀鎖是可以共用的，她也是對鏈進行訪問讀取的，c上來要修改鏈中的兩個塊的內容，一看是r，r和w是互斥的，不能夠同時進行，要麼

1、主動要求退出cpu

2、空佔著cpu資源（執行一段空代碼，loop，隔一段時間看看a和b有沒有使用完(spin)，但是在這個過程中因為c沒有排隊等待，所以可能在等待的過程中又有其他的線程上來霸佔鏈，如果執行多次仍這樣，可能就sleep，退出cpu了）為什麼空占（害怕作業系統看她閑的把他強行拖走），等（因為他知道a和b佔用了資源時間比較短，就是遍曆一條鏈的時間非常短）。

latch爭用的現象：

1、latch爭用會表現為cpu繁忙

2、latch爭用沒有排隊，等一段隨機的時間再回來看一看

監控指標

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SEMAPHORES

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OS WAIT ARRAY INFO: reservation count 2

OS WAIT ARRAY INFO: signal count 2

RW-shared spins 0, rounds 4, OS waits 2

RW-excl spins 0, rounds 0, OS waits 0

RW-sx spins 0, rounds 0, OS waits 0

Spin rounds per wait: 4.00 RW-shared, 0.00 RW-excl, 0.00 RW-sx

rounds的意思是每次詢問旋轉的參數

os waits：表示sleep，當突然增長比較快的時候，說明latch爭用比較嚴重

rw-shared spin 的次數

rw-excl  spin的次數

latch爭用發生的原因

1、記憶體訪問太頻繁（不停地找）

2、list鏈太長（鏈上掛10000個快，被持有的幾率太大）

所以有時候會增加instance的數量，把大pool切成小的pool，讓list鏈變的短一些

如何降低latch爭用：

如果出現latch爭用比較嚴重

1.最佳化sql，降低對記憶體讀的數量——效果比較明顯

2.增加instances的數量

如何準確發現解決latch

1.show engine Innodb mutex

2.查看什麼類型的latch

3.定位sql

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