pika作為類redis的存儲(chǔ)系統(tǒng)，為了彌補(bǔ)在性能上的不足，在整個(gè)系統(tǒng)中大量使用多線程的結(jié)構(gòu)，涉及到多線程編程，勢(shì)必需要為線程加鎖來(lái)保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的一致性和有效性。其中主要用到了四種鎖
- 互斥鎖
- 讀寫鎖
- 行鎖
互斥鎖和挑揀鎖比較常見(jiàn)，不過(guò)多描述，這里主要說(shuō)一下另外兩種鎖的應(yīng)用。
讀寫鎖
應(yīng)用場(chǎng)景
應(yīng)用掛起指令，在掛起指令的執(zhí)行中，會(huì)添加寫鎖，以確保，此時(shí)沒(méi)有其他指令執(zhí)行。其中掛起指令有：
- trysync
- bgsave
- flushall
- readonly
作用和意義
保證當(dāng)前服務(wù)器在執(zhí)行掛起指令時(shí)，只有一個(gè)線程處在running狀態(tài)，而其他指令，則可以并發(fā)同時(shí)在不同線程中執(zhí)行。
行鎖
行鎖，用于對(duì)一個(gè)key加鎖，保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程對(duì)一個(gè)key進(jìn)行操作。
作用和意義：
pika中存取的數(shù)據(jù)都是類key，value數(shù)據(jù)，不同key所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)完全獨(dú)立，所以只需要對(duì)key加鎖可以保證數(shù)據(jù)在并發(fā)訪問(wèn)時(shí)的一致性，行鎖相對(duì)來(lái)說(shuō)，鎖定粒度小，也可以保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的高效性。
應(yīng)用場(chǎng)景
在pika系統(tǒng)中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的操作都需要添加行鎖，主要在應(yīng)用于兩個(gè)地方，在系統(tǒng)上層指令過(guò)程中和在數(shù)據(jù)引擎層面。在數(shù)據(jù)引擎層面添加行鎖就可以保證對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的一致性和正確性。在pika系統(tǒng)中，指令執(zhí)行的地方有兩處：
- worker 用于執(zhí)行從客戶端接收到的指令
- bgworker 用于執(zhí)行從master同步過(guò)來(lái)
的指令
在worker和bgworker需要添加行鎖的地方，都是針對(duì)于寫指令(會(huì)改變數(shù)據(jù)狀態(tài)，如SET,HSET)。pika的主動(dòng)同步是依靠binlog來(lái)完成，而binlog中則記錄改變數(shù)據(jù)狀態(tài)的指令，來(lái)保證master和slave的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致。一條寫指令的執(zhí)行，主要有兩個(gè)部分：
更改數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)
將指令添加到binlog中
為了保證寫指令可以正確添加到binlog中，需要對(duì)整個(gè)指令的執(zhí)行過(guò)程加鎖。如下圖
如果執(zhí)行的是讀指令，數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)不會(huì)改變，那么則不需要在pika層面對(duì)key添加行鎖，只需要在nemo層面添加行鎖就可以保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的正確性。
具體實(shí)現(xiàn)
在pika系統(tǒng)中，一把行鎖就可以維護(hù)所有key。在行鎖的實(shí)現(xiàn)上是將一個(gè)key與一把互斥鎖相綁定，并將其放入哈希表中維護(hù)，來(lái)保證每次訪問(wèn)key的線程只有一個(gè)，但是不可能也不需要為每一個(gè)key保留一把互斥鎖，只需要當(dāng)有多條線程訪問(wèn)同一個(gè)key時(shí)才需要鎖，在所有線程都訪問(wèn)結(jié)束之后，就可以銷毀這個(gè)綁定key的互斥鎖，釋放資源。
為實(shí)現(xiàn)每個(gè)key的鎖按需存在，在這里實(shí)現(xiàn)了RefMutex，對(duì)普通Mutex進(jìn)行了一層封裝，其中維護(hù)了訪問(wèn)所綁定key的線程個(gè)數(shù)ref。當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)key時(shí)，先在行鎖維護(hù)的哈希表中查找，如果已經(jīng)有了，則直接ref+1，并加鎖；如果沒(méi)有則創(chuàng)建RefMutex，放入哈希表中。當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)結(jié)束，則ref減1，如果ref為0，則銷毀這把互斥鎖。
