SqlServer 并发事务三：闩锁

/*

闩锁:

当数据页从磁盘读取前，数据库引擎会先在内存中预留适当是内存页，给这些内存加闩锁，数据才能顺利地读到内存。（如果一个线程没法立即获得闩锁，线程则等待，让CPU给其他线程使用）

 

自旋锁:与闩锁类型的概念.不同闩锁的是:如果一个线程没法立即获得自旋锁，线程则开始轮询，重复检查资源是否可用以继续使用.当然页不会长时间轮询,不久就会让出CPU给其他线程使用.

*/

DBCC SQLPERF('',Clear)

--闩锁总累计等待次数和时间
SELECT wait_type,wait_time_ms,waiting_tasks_count,wait_time_ms/NULLIF(waiting_tasks_count,0) AS avg_wait_time
FROM sys.dm_os_wait_stats
WHERE wait_type LIKE 'LATCH%'
or wait_type LIKE 'PAGELATCH%'
or wait_type LIKE 'PAGEIOLATCH%'

--各种类闩锁详细累计等待次数和时间
SELECT * FROM sys.dm_os_latch_stats


--查看自旋锁
SELECT * FROM sys.dm_os_spinlock_stats

DBCC SQLPERF(spinlockstats)

LATCH:

Latch是SQLserver内部用来同步资源访问的一个数据结构，和操作系统的criticalsection 或 ReaderWriterLock类似。Latch保护了那些想保护的资源，使得访问同步有序。比方说，当某个线程获得某个资源的latch的独占使用权的时候，别的线程如果也需要访问这个latch则它必须等待。

 

PAGELATCH:

用来同步访问数据库PAGE的latch就是PAGELATCH了。SQLserver的Buffpool里每个数据库页（8kb的PAGE）都有一个对应的LATCH。要访问某个PAGE必须首先获得这个PAGE的LATCH。PAGELATCH有很多种，如共享的PAGELATCH_SH,独占的PAGELATCH_EX等。独占的意思是排他性访问。共享的意思是可以有多个线程同时获得这个latch。

 

PAGEIOLATCH:

就是当这个数据库页不在内存里面必须从磁盘读取的时候，那么latch的类型就是PAGEIOLATCH了。其它方面和PAGELATCH一样。

【闩锁示例】

--	DROP TABLE LatchTable
create table LatchTable(id int,name varchar(1))

insert into LatchTable values(1,'A')

SELECT * FROM [test].[dbo].[LatchTable]

--	查看表数据页
DBCC IND(test,'dbo.LatchTable',-1)

--	找到数据页PageFID=1,PagePID=430

--	查看数据页内容
DBCC TRACEON(3604)
DBCC PAGE('test',1,897,1)

 

PAGE: (1:897)


BUFFER:


BUF @0x043BF460

bpage = 0x0CAE0000                   bhash = 0x00000000                   bpageno = (1:897)
bdbid = 7                            breferences = 0                      bcputicks = 0
bsampleCount = 0                     bUse1 = 6652                         bstat = 0xc0000b
blog = 0x5979bbbb                    bnext = 0x00000000                   

PAGE HEADER:


Page @0x0CAE0000

m_pageId = (1:897)                   m_headerVersion = 1                  m_type = 1
m_typeFlagBits = 0x4                 m_level = 0                          m_flagBits = 0x8000
m_objId (AllocUnitId.idObj) = 225    m_indexId (AllocUnitId.idInd) = 256  
Metadata: AllocUnitId = 72057594052673536                                 
Metadata: PartitionId = 72057594048610304                                 Metadata: IndexId = 0
Metadata: ObjectId = 491148795       m_prevPage = (0:0)                   m_nextPage = (0:0)
pminlen = 8                          m_slotCnt = 1                        m_freeCnt = 8078
m_freeData = 112                     m_reservedCnt = 0                    m_lsn = (356:315:18)
m_xactReserved = 0                   m_xdesId = (0:0)                     m_ghostRecCnt = 0
m_tornBits = 0                       

Allocation Status

GAM (1:2) = ALLOCATED                SGAM (1:3) = ALLOCATED               
PFS (1:1) = 0x61 MIXED_EXT ALLOCATED  50_PCT_FULL                         DIFF (1:6) = CHANGED
ML (1:7) = NOT MIN_LOGGED            

DATA:


Slot 0,Offset 0x60,Length 16,DumpStyle BYTE

Record Type = PRIMARY_RECORD         Record Attributes =  NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS
Record Size = 16                     
Memory Dump @0x646CC060

00000000:   30000800 01000000 02000001 00100041 †0..............A         

OFFSET TABLE:

Row - Offset                         
0 (0x0) - 96 (0x60)                  


DBCC 执行完毕。如果DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系。

/*

页头PAGE HEADER:  m_slotCnt = 1,m_freeData = 112

页数据DATA:    Slot 0,Length16

偏移量OFFSET TABLE:   Row- Offset 0 (0x0) - 96 (0x60)

 

数据页中有一行数据(m_slotCnt = 1),长度为个字节(Length16),在页面中96的位置开始.

从第112位开始是空的(m_freeData = 112 ).可确定所在位置(96+16=112).

*/

--现在模拟说明不存在闩锁的使用原理(实际模拟不出)
--事务1
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
WAITFOR TIME '23:00:00'
insert into LatchTable values(2,'B')

--事务2
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
WAITFOR TIME '23:00:00'
insert into LatchTable values(3,'C')


DBCC PAGE('test',1) –假如输出页信息如下

PAGE: (1:897)
BUFFER:
BUF @0x043BF460
…………
PAGE HEADER:
Page @0x0CAE0000
…………
pminlen = 8                          m_slotCnt = 2                        m_freeCnt = 8060
m_freeData = 128                     m_reservedCnt = 0                    m_lsn = (359:205:2)
…………       
DATA:
Slot 0,DumpStyle BYTE
…………  
Slot 1,Offset 0x70,DumpStyle BYTE
…………
Row - Offset                                        
1 (0x1) - 112 (0x70)                 
0 (0x0) - 96 (0x60)  

假设同时对某个数据页中插入数据（实际模拟不出），两个事务并发执行，此时都可以访问数据行，都能在页面得到意向排他锁（IX）。缓冲区管理器将在内存中读取各自的数据页。假如【事务1】先到达数据页，根据页原有的记录（m_slotCnt = 2，m_freeData= 128）将新的行数据分配到插槽（Slot1）中，页头等信息还没有被更改。此时！【事务2】到达，也根据页原有的记录将新的行数据分配到插槽（Slot 1）中，因此把第一个事务的数据给覆盖了！！同样，页头信息【事务2】也覆盖【事务1】。

--存在闩锁情况

当【事务1】获得内存中的页时，它会获得一个页的排他闩锁。【事务2】此时就必须等待【事务1】完成采可执行。可在视图上查看sys.dm_os_latch_stats(BUFFER)，sys.dm_os_wait_stats(PAGELATCH_*)。当【事务1】更改完成后即释放这个闩锁，不管【事务1】的整个事务是否完成。因此，闩锁不依赖与事务，它只保护内存中的数据完整性。

--锁模式s
SELECT * FROM sys.dm_xe_map_values where name = 'latch_mode'

可以看到LASTLATCH的六种闩锁模式:
NL: 内部使用的空(null)闩锁.
KP: 保持闩锁,一个页面在请求保持不被销毁.
SH: 共享闩锁,去读取时使用.与事务中的共享锁概念类似.
UP: 常见的更新闩锁.更新闩锁与共享闩锁兼容(与update不同,update使用排他锁)
EX: 显式更改或添加时使用.
DT: 删除页面时,页面从惰性写入器获得一个销毁闩锁.如果页面没有正在使用或有保持锁(KP),页面数据则从缓存删除写入磁盘.数据库引擎维护一个哈希表记录当前页面的内存地址.

BUF闩锁'PAGELATCH,PAGEIOLATCH：（其他为Non-BUF）
SELECT * FROM sys.dm_os_latch_stats where latch_class='BUFFER' –buf闩锁总累计值

SELECT * FROM sys.dm_os_wait_stats –buf闩锁个详细值
WHERE wait_type LIKE 'PAGELATCH%' or wait_type LIKE 'PAGEIOLATCH%'


--闩锁监视
SELECT * FROM sys.dm_os_wait_stats  where wait_type=''—-某个闩锁累计值
SELECT * FROM sys.dm_os_waiting_tasks where wait_type=''—当前正在等待该值的session