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姚 鑫 · 六月 15 阅读大约需 5 分钟

第一章 锁定和并发控制制(一)

第一章 锁定和并发控制(一)

任何多进程系统的一个重要特征是并发控制,即防止不同进程同时更改特定数据元素的能力,从而导致损坏。 提供了一个锁管理系统。本文提供了一个概述。

此外,%Persistent 类提供了一种控制对象并发访问的方法,即 %OpenId() 的并发参数和该类的其他方法。这些方法最终使用本文讨论的 ObjectScript LOCK 命令。所有持久对象都继承这些方法。同样,系统会自动对 INSERTUPDATEDELETE 操作执行锁定(除非指定 %NOLOCK 关键字)。

%Persistent 类还提供方法 %GetLock()%ReleaseLock()%LockId()%UnlockId()%LockExtent()%UnlockExtent()

介绍

基本的锁定机制是 LOCK 命令。此命令的目的是延迟一个进程中的活动,直到另一个进程发出可以继续进行的信号。

锁本身并不能阻止活动行为。锁定仅按约定起作用:它要求相互竞争的进程都使用相同的锁定名称实现锁定。例如,下面描述了一个常见的场景:

  1. 进程 A 发出 LOCK 命令, 创建一个锁(默认情况下,一个独占锁)。通常,进程 A 然后对global中的节点进行更改。详细信息是特定于应用程序的。
  2. 进程 B 发出具有相同锁名称的 LOCK 命令。因为存在一个现有的排他锁,所以进程 B 暂停。具体来说,LOCK 命令不返回,并且不能执行连续的代码行。
  3. 当进程A释放锁时,进程B中的LOCK命令最终返回,进程B继续。通常,进程 B 然后对同一global中的节点进行更改。

锁名称

LOCK 命令的参数之一是锁名称。锁名称是任意的,但按照通用约定,程序员使用与要锁定的项目名称相同的锁名称。通常要锁定的项目是global或global的一个节点。因此锁名称通常看起来像global名称的名称或全局节点的名称。 (本文只讨论以脱字符开头的锁名称,因为这些是最常见的;有关名称不以脱字符(^)开头的锁的详细信息,请参阅 ObjectScript 参考中的“LOCK”。)

形式上,锁名称遵循与局部变量和全局变量相同的命名约定,如使用 ObjectScript 中的“变量”一章所述。与变量一样,锁名称区分大小写并且可以有下标。不要使用进程私有的global名称作为锁名称(无论如何都不需要这样的锁,因为根据定义,只有一个进程可以访问这样的全局)。

提示:由于锁定按约定工作并且锁定名称是任意的,因此无需在创建具有相同名称的锁定之前定义给定变量。

由于分配和管理内存的方式,锁名称的形式会影响性能。锁定针对使用下标的锁定名称进行了优化。一个例子是 ^sample.person(id)

相反并未针对锁名称进行优化,例如 ^name_concatenated_identifier。非下标锁名称也可能导致与 ECP 相关的性能问题。

锁表

维护系统范围的内存表,记录所有当前锁和拥有它们的进程。此表(锁定表)可通过管理门户访问,可以在其中查看锁定并(在极少数情况下,如果需要)删除它们。请注意,任何给定的进程都可以拥有多个具有不同锁名称的锁(甚至可以拥有多个具有相同锁名称的锁)。

当一个进程结束时,系统会自动释放该进程拥有的所有锁。因此,通常不需要通过管理门户移除锁,除非出现应用程序错误。

锁定表不能超过固定大小,可以使用 locksiz 设置指定该大小。因此,锁表可能会被填满,这样就不可能再有锁了。如果发生这种情况,会将以下消息写入 messages.log 文件:

LOCK TABLE FULL

填充锁表一般不认为是应用程序错误; IRIS 还提供了一个锁队列,进程等待直到有空间将它们的锁添加到锁表中。 (但是,死锁被认为是应用程序编程错误。请参阅本文后面的“避免死锁”。)

锁和阵列

锁定阵列时,可以锁定整个阵列或阵列中的一个或多个节点。锁定阵列节点时,会阻止其他进程锁定从属于该节点的任何节点。其他进程也被阻止锁定锁定节点的直接祖先。

下图显示了一个示例:

隐式锁不包含在锁表中,因此不会影响锁表的大小。

锁排队算法按接收到的顺序将相同锁名的所有锁排队,即使没有直接的资源争用。

使用 LOCK 命令

本节讨论如何使用 LOCK 命令添加和删除锁。

添加增量锁

要添加锁,请使用 LOCK 命令,如下所示:

LOCK +lockname

其中 lockname 是文字锁名称。加号(+)创建增量锁,这是常见的场景;

该命令执行以下操作:

  1. 尝试将给定的锁添加到锁表中。也就是说,这个条目被添加到锁队列中。
  2. 暂停执行,直到可以获取锁为止。

有不同类型的锁,它们的行为不同。要添加非默认锁类型的锁,请使用以下变体:

LOCK +lockname#locktype

其中 locktype 是用双引号括起来的一串锁类型代码;

注意一个给定的进程可以添加多个同名的增量锁;这些锁可以是不同的类型,也可以是相同的类型。

添加具有超时的增量锁

如果使用不当,增量锁可能会导致称为死锁的不良情况,稍后将在“避免死锁”中讨论。避免死锁的一种方法是在创建锁时指定超时时间。为此,请按如下方式使用 LOCK 命令:

LOCK +lockname#locktype :timeout

其中 timeout 是以秒为单位的超时时间。冒号前的空格是可选的。如果将超时指定为 0, 会尝试添加锁(但请参阅下面的注释)。

该命令执行以下操作:

  1. 尝试将给定的锁添加到锁表中。也就是说,这个条目被添加到锁队列中。
  2. 暂停执行,直到可以获取锁或超时期限结束,以先到者为准。
  3. 设置 $TEST 特殊变量的值。如果获得锁,将 $TEST 设置为 1。否则,将$TEST 设置为 0

这意味着如果使用 timeout 参数,代码接下来应该检查 $TEST 特殊变量的值并使用该值来选择是否继续。下面显示了一个示例:

 Lock +^ROUTINE(routinename):0 
 If '$TEST {  Return $$$ERROR("Cannot lock the routine: ",routinename)}
0
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