为单个命令获取多个锁存器

Question

我试图了解锁存器在数据库中的工作原理。 我正在尝试使用闩锁抓取/耦合技术构建并发 btree。 锁耦合保证了单个闩锁操作（插入、删除和扫描）的隔离。 但是每个 SQL 命令可能需要获取多个锁存器。 在同一命令的两个闩锁操作之间，如何保证在第一个命令的两个 btree 操作之间没有执行另一个闩锁操作？

Answer 1

听起来您正在混合锁和闩锁的角色。 锁是与事务关联的“高级”数据库功能，闩锁是“低级”功能，只需要提供线程本地互斥。 数据库称为锁存器，大多数并发 API 称为锁。

并发 b-tree 执行闩锁耦合，而不是锁耦合。 SQL 命令可能会获取多个锁，并且锁会在事务期间保持。 锁存器会尽快释放，并且它们不需要被事务跟踪。

锁保护逻辑记录，如行、表等。锁存器仅保护 b 树节点。 在考虑 B 树并发性时，只考虑锁存器，不要考虑锁或事务。

当 SQL 命令执行类似插入的操作时，它可能首先获取一个锁以防止对该行进行并发修改。 它究竟是如何做到的，以及它获得什么样的锁因数据库而异。 请注意，锁获取根本不需要与 b 树交互。 锁可以由单独的哈希表管理。

当insert写入b-tree时，先锁存根节点，找到子节点，再锁存子节点。 接下来，锁存子节点，释放父节点锁存器。 这是闩锁联轴器。 一旦找到目标子节点，就将记录插入其中，并释放闩锁。 如果节点需要拆分，那么这会产生特殊问题，因为闩锁耦合不能 go 反向（子节点到父节点）而不会有死锁的风险。 b-link树的设计解决了这个问题。

只要所有 b-tree 操作（包括读取）都遵循正确的根到子闩锁耦合策略，多个线程就可以安全地与 b-tree 交互。 为了提高并发性，需要混合使用共享/独占锁存器。 只读操作可以使用共享锁存器，但写操作通常需要独占锁存器。 共享锁存器也可用于写操作，但仅限于搜索父节点时。 拆分和合并需要特别注意。 同样，b-link 树解决了这个问题。

Answer 2

为了这个答案，我假设您正在使用基于锁的并发控制 (LCC) 协议。 这是数据库中的一种常见协议，也是我最熟悉的一种。

锁类型

在LCC中，有两种锁：共享锁和排它锁。 共享锁允许并发访问资源，而独占锁需要独占访问资源。 例如，如果数据库表上有共享锁，则可以对该表执行SELECT查询，但不能对该表执行INSERT查询。 如果数据库表上有排他锁，则可以对该表执行INSERT查询，但不能对该表执行SELECT查询。

交易类型

在 LCC 中，有两种类型的事务：只读和读写。 只读事务是只执行SELECT查询的事务。 读写事务是执行SELECT查询和INSERT 、 UPDATE或DELETE查询的事务。 在LCC中，只读事务可以获取资源的共享锁，而读写事务可以同时获取资源的共享锁和排它锁。

锁定获取

在 LCC 中，当且仅当事务还没有锁定该资源时，才允许该事务获取对该资源的锁定。 因此，例如，如果您有一个在数据库表上有共享锁的只读事务，则您无法在该表上获得第二个共享锁。 同样，如果您有一个读写事务，该事务在数据库表上具有排他锁，则您无法在该表上获得第二个共享锁。

锁定释放

在 LCC 中，当且仅当事务在该资源上没有任何其他锁时，才允许该事务释放资源上的锁。 因此，例如，如果您有一个只读事务，它在数据库表上有一个共享锁，如果您仍然有一些其他数据库表上的共享锁，则不能释放该表上的共享锁。 类似地，如果您有一个对数据库表具有排他锁的读写事务，如果您仍然对其他数据库表具有排他锁，则无法释放对该表的排他锁。

我希望这个对你有用。