原理介绍

在MySQL OLTP场景下，大量并发的DML语句（Insert, Update, Delete）会访问lock_sys->mutex全局锁保护的关键数据结构，导致锁竞争激烈，性能下降。为了解决这个问题，鲲鹏BoostKit提供了采用细粒度hash桶锁来替换全局锁的优化特性，能够减少锁冲突，提高并发度。

MySQL中的每个表和行都可以看作是一种资源，事务可以请求访问资源。但是并发的事务对资源的访问可能造成冲突，因此MySQL设计了Lock-sys用于管理对表和行的访问。

Lock-sys会维持多个队列用于存储事务对资源的占用情况，每当有一个新请求需要申请某个资源时，Lock-sys会在相应队列里查询这个资源是否已被占用。不管请求的资源是否被占用，Lock-sys都会将锁请求插入到相应的队列中，分别标记为已授权或等待锁请求。为了支持并发操作，上述查询和插入过程需要对队列加锁。

数据库中，lock和latch有时都被称为锁，但意义不同：

• lock是用于锁定数据库对象，如表、行。
• latch是用于保护内存数据结构。

在过去，所有队列的访问均由一个latch管理，这意味着即使只要访问一个队列，其他所有的队列也会被锁住。这种实现方式在高并发场景下效率低下，为了解决这个问题，本特性引入了一种更细粒度的latch锁定方法。

新的latch锁定方法是在原来全局大锁的基础上，将队列分组为固定数量的shard，每个shard由自己的mutex保护。为了能够高效地锁住所有的shard，新特性中的全局大锁（global_latch）被设计为读写锁。对各个队列进行访问，需要先获取global latch的共享锁，再获取相应shard的mutex。这种实现方式类似于MySQL访问一条记录时，先对表加意向锁，再对相应记录加锁。在一些特殊场景下需要锁住所有队列，这时获取global latch的排他锁即可。这种实现方式的大体思路基于：大多数操作涉及一个或两个Lock-sys队列，并且独立于对其他队列进行的操作。global latch与其管理对象的关系如下图所示。

新的锁定方式的效率提升如下图所示。在过去，如果事务A和事务B分别要访问队列1和队列2，由于都需要对全局大锁上锁，这时事务B就会被阻塞；而在新特性中，事务A和事务B可以同时申请global latch的共享锁，再分别申请mutex1和mutex2，也就是说事务A和事务B可以同时进行，并发度提升。

访问两个队列以获取两条记录涉及以下步骤：

1. 对global_latch执行s-latch
2. 标识记录所属的2个页
3. 标识包含给定页的队列的2个哈希桶
4. 标识包含这两个桶的2个shard id
5. 按地址顺序对两个分片的mutex上锁

以上所有步骤（除步骤2外，因为我们通常已经知道这些页）都是借助一行代码实现的：

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locksys::Shard_latches_guard guard{*block_a, *block_b};

如果要“stop-the-world”，只需通过以下代码对global latch上x-latch：

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locksys::Exclusive_global_latch_guard guard{};

为了使用友元保护器类，如Shard_latches_guard，该类不会公开太多的公共函数。