MONGOdb文档锁 mongodb锁机制

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mob64ca13ff5b03 2023-08-17 18:03:10

文章标签 MONGOdb文档锁锁机制意向锁读锁 文章分类 MongoDB 数据库

MongoDB的锁机制

在MongoDB里面有如下4中锁：

锁	描述
S	读操作的共享锁
IS	意向读操作共享锁
X	排它的写锁
IX	意向的排它写锁

MongoDB 锁的兼容矩阵：

	IS	IX	S	X
IS	yes	yes	yes	no
IX	yes	yes	no	no
S	yes	no	yes	no
X	no	no	no	no

MongoDB使用多粒度锁来锁定资源，它允许我们按照全局的，库级的或者集合级的方式锁定资源。MongoDB使用读写锁来允许对一个共享的资源并发的进行读，比如一个库或者集合。除了一个共享模式读锁（S)和一个排它锁（X)，意向读锁（IS）和意向写锁（IX）表明对一个资源使用一种更细力度的读或者写。

当要在某个粒度锁定，所有更高级的锁定都使用意向锁，比如，当要锁定某个集合来写操作（使用X模式），相应的数据库锁和全局所必须以意向排它锁（IX）模式锁定。一个单一的数据库可以同步的被IS和IX模式锁定，但是一个X锁不能与其他任意的锁同时存在，并且一个S锁只可以和IS锁同时存在。所有的锁是公平的，读锁和写锁按照顺序加入队列，然而，为了优化吞吐量，当一个请求被处理，所有的兼容的请求会被同时处理。比如，考虑一种情况，一个X锁刚刚被释放，并且此时的冲突队列包含如下的items： IS->IS->X->S->IS.

在严格的先进先出（FIFO）顺序下，只有前2个IS会被执行，相反， MongoDB会执行所有的IS和S模式，一旦它们都被处理完，它会执行X，即便此时在请求队列里面加入了新的IS或者S，因为所有其他的请求会放到队列的头部，以确保没有任何情况会一直无发执行。

锁机制的代码实现

在MongoDB的意向锁机制是通过LockManager来实现的，在该类里面主要提供了unlock和unlock两个接口，来对树形层次的结构来加入意向锁。获取锁的流程如下：

MONGOdb文档锁 mongodb锁机制_读锁

从上面的图可知, 枷锁的过程如下：

根据锁的模式，如果是意向锁就先找到对应的partition；
经过resourceId映射到相应的PartitionLockHead，
如果找不到，就经过resourceID映射到一个bucket，在该bucket里面，通过resourceId找到LockHead；
在每一个LockHead里面，保存了grantList和conflictList， grantedModes和conflictModes分别代表了grant和conflict对于每一种模式的锁机制还不是在其队列里面，如果对应的位是0，表示没有还模式的锁请求，否则就是有。在conflictCounts数组里面，分别代表每一种锁模式的请求队列个数；
如果要找的所模式存在，就讲conflictCounts[mode]++;
如果不存在，就创建该锁模式的lockRequest，并加入到conflictList或者grantList；

MVCC的实现

MVCC（multi-version concurrent control）是并发控制的一种方式，上面讨论的加锁的方式，虽然可以提升可兼容的并发性能，但是，毕竟像数据库这样的场景，有很多的并发读写操作。
多版本并发控制（MVCC）是提升读的一种常用的方式，它能够在读的时候不用加锁操作，在读多写少的场景下非常的适合。