基于锁的并发控制

    xiaoxiao2022-07-07  209

    实现基于2PL的事务处理原型。

    基本概念

    Short duration lock 短锁 动作开始前申请锁,动作结束立即把锁释放 Long duration Lock 长锁 动作开始前申请锁,动作结束继续持有锁2PL的思路 事务从锁的角度看分为加锁和解锁两个阶段 Growing 加锁阶段,事务只获取锁,不释放锁 Shrinking 解锁阶段,事务只能释放锁,不能加新锁 2pl变种:保守2pl、严格2pl常见的实现方式 事务进行过程中加锁,事务结束后集体释放这里只考虑事务结束后统一释放的情况

    实现思路

    加锁

    获取数据项上已有的锁,判断与自己加的锁是否冲突

    若不冲突 对数据项上mutex加锁,设置该数据上已有锁信息(owner)为自己加的锁 若冲突 将自己要加的锁(LockEntry)push到该数据的等待队列waitlist中对该数据mutex加锁,然后阻塞,等待已有的锁释放

    解锁

    判断数据项上有无阻塞的锁请求(检查waitlist)

    若没有 释放mutex上的锁,将数据上的锁owner置为无锁再次检查waitlist,防止在释放锁的过程中有加锁操作被阻塞,从而使该锁请求不能得到响应 若有阻塞的锁请求 从waitlist中pop出头部的LockEntry,将owner置为该LockEntry释放mutex上的锁

    代码说明

    本人完成的代码原型已经上传到GitHub。

    代码结构

    global.h:全局配置及变量structure.h/.cpp:实验所用的数据结构定义及基本操作,采用的基础数据结构是hash mapcc_lock.h/.cpp:基于锁的并发控制的实现main.cpp:程序入口,测试程序的实现

    全局变量

    锁类型 enum lock_t {LOCK_EX, LOCK_SH, LOCK_NONE };三种锁类型,EX代表互斥锁,SH代表共享锁,NONE代表无锁 返回值 enum RC {RCOK, ERROR, FINISH, NOT_FOUND,ALREADY_EXIST };代表操作的结果类型,RCOK 正确,ERROR错误,NOT_FOUND数据项不存在,ALREADY_EXIST数据项已存在 并发策略 enum cc_type{CC_LOCK, CC_OCC, CC_TO};代表三种并发策略,LOCK 基于锁,OCC 乐观并发控制,TO基于时间戳通过配置Engine的cc_type,指定所需的并发策略

    数据结构

    Engine 实验所用的datastore的引擎,实际上就是一个HashMapstd::unordered_mapstd::string,Data data_map; Data 数据项 LockEntry 锁,包含属性有:锁类型,持有该锁的线程id

    事务

    通过开启多个线程,每个线程执行若干条对数据的操作,来模拟多个事务的并发。每个线程相当于一个事务本实验模拟了4个事务
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