鎖的獲取

5.1 鎖的強弱

當執行緒已經持有的鎖比新申請的鎖更強時，認為已經持有了鎖，無需再對申請鎖型別加鎖。鎖的強弱指持有的鎖與其他鎖的不相容集合大小，集合相同鎖相同，集合更大鎖更強，否則無強弱關係。透過鎖的相容點陣圖進行簡單的位運算即可快速判斷鎖的強弱。

5.2 兩種鎖範圍

按照鎖的適用範圍將鎖劃分為兩類，當然劃分不是非此即彼的，會有重疊，這兩類鎖有各自的相容性和鎖物件管理方式。

●範圍鎖（ scoped locks）

只有三種鎖（IX,S,X)，主要用於GLOBAL、COMMIT、TABLESPACE、BACKUP_LOCK名稱空間的物件。這幾種名稱空間的鎖主要從整體上去限制併發操作，比如在DML訪問一張表時，會先申請一個該表所屬SCHEMA的IX鎖，避免訪問過程中該SCHEMA被修改、刪除。範圍鎖全域性每種名稱空間都僅有一個鎖物件，從而實現全域性性的併發控制。

● 物件鎖 (per-object locks)

除了IX鎖，其他型別都可以用於其他名稱空間，這部分是最常用的鎖型別。主要用於對資料庫的某個具體後設資料的併發控制。這類鎖物件會比較多，對其有獨特的管理，本文不再展開說明。

5.3 兩種鎖型別

根據鎖的相容性、以及通用性將鎖分為兩類。

5.3.1互不干擾型(unobtrusive)

unobtrusive鎖相互間相容，並且適用於所有DML操作。這類鎖獲取後不用記錄下具體哪個執行緒申請的，只需要記錄下有多少個請求已經獲得，透過鎖物件下64位原子變數來計數，因此對其他連線的鎖申請影響很小，表現比較低調。在64位中每種型別鎖都有由固定的位範圍存放加鎖個數。對於scoped與per-object是不同鎖物件，因此位分別設定。

scoped locks: IX(0~59位)

per-object locks: S,SH(0~19位)，SR(20~39位)， SW（40~59位）

注意分配20位的不會產生溢位，因為當前設計不會同時有超過2^20 - 1個連線。

另外，還存在三個狀態指示位，用於加速鎖的處理。

IS_DESTROYED: 標識鎖物件將被釋放。

HAS_OBTRUSIVE： 標識鎖物件下有obtrusive鎖，新的鎖申請必須進入慢速申請路徑，釋放鎖時，也要先加鎖以保護已授予鎖連結串列。

HAS_SLOW_PATH: 標識鎖物件下是否有unobtrusive鎖。

5.3.2 干擾型(obtrusive)

相互間不相容，對於DML操作不通用。此類鎖的申請過程需要對鎖物件的讀寫鎖加寫鎖，對不同執行緒的鎖申請影響較大，因此顯的比較張揚。

scoped locks: X,S。

per-object locks: SU, SRO, SNW, SNRW, X。

5.4 加鎖路徑

鎖的申請過程分為兩種路徑，1)快路徑，即只需要增加鎖個數計數來授予鎖; 2)慢路徑，需要對鎖物件讀寫鎖加寫鎖來授予鎖。

5.4.1 快路徑（fast path）

對於unobtrusive鎖，可以透過快速路徑來快速授予鎖。但是授予鎖有個前提，就是該鎖物件下沒有obtrusive鎖，因為unobtrusive與obtrusive之間有些鎖是互斥的，只有在沒有obtrusive鎖存在時，unobtrusive鎖才彼此相容。透過檢測鎖狀態的 HAS_OBTRUSIVE 位即可快速判斷。透過CAS操作即可更新鎖個數，同時也會檢測是否已有其他執行緒以張揚方式申請了鎖。CAS操作成功，即申請鎖成功。

5.4.2 慢路徑（slow path）

對於obtrusive鎖，以及當前申請unobtrusive鎖，而鎖物件下已經持有obtrusive鎖時，需要進入慢路徑申請鎖，即先對鎖物件下的讀寫鎖加寫鎖。在當前鎖物件進入慢路徑時，設定鎖狀態的 HAS_SLOW_PATH 位。如果是申請obtrusive鎖，則設定 HAS_OBTRUSIVE 位。

5.4.3 鎖點陣圖

鎖物件的快速路徑鎖申請鎖、已經授予的鎖佇列、正在等待鎖佇列都有標識其含有鎖型別的鎖點陣圖，透過點陣圖可以加快鎖相容判斷速度，避免每次遍歷鎖佇列。

5.4.4 快速路徑鎖物化

在申請obtrusive鎖進入慢路徑之前，要將當前執行緒透過快路徑獲取的鎖物化，即從鎖物件的鎖狀態計數器中減除，並放入到鎖物件的已經授予鎖列表中。因為鎖狀態計數器中只有鎖個數，不區分執行緒。而當前執行緒自己申請的unobtrusive鎖與obtrusive鎖不衝突。物化可以確保鎖狀態計數器中都是其他執行緒申請的，這樣就可以透過快速路徑鎖點陣圖快速判斷是否與當前申請鎖相容。

5.4.5 慢路徑鎖的授予條件

當且僅當滿足如下兩個條件時，才可以授予鎖。

1. 其他執行緒沒有持有不相容型別鎖。

2. 當前申請的鎖的優先順序高於請求等待列表中的。

首先透過鎖點陣圖判斷等待佇列，不相容則不能授予鎖。再判斷快速路徑，不相容則不能授予鎖。最後判斷授予鎖佇列，都相容則授予鎖，不相容，需要遍歷持有鎖佇列，檢查是否其他執行緒持有不相容鎖，是則不能授予，否則可以授予鎖。

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