之前的文章中已经介绍了常规锁，这篇文章中继续介绍pg中的其他几种锁类型。

spinlock

spinlock即自旋锁，pg内部直接通过CPU的TAS/CAS指令来实现。

因此它只有互斥模式，典型示例（原子性修改多个变量）：

SpinLockAcquire(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
    CheckpointerShmem->ckpt_failed++;
    CheckpointerShmem->ckpt_done = CheckpointerShmem->ckpt_started;
SpinLockRelease(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);

另外如果要修改单个变量，一般用pg内部的原子操作函数即可（src/backend/port/atomics.c），之前写过的一篇介绍gp代码中的原子操作，其中部分原子操作函数也是通过spinlock来实现的。

lwlock

lwlock == lightweight lock，即轻量级锁，其作用类似编程语言中的mutex。对用户不可见，也不像常规锁那样有死锁检测和自动释放机制，开发者必须在代码中手动申请和释放lwlock，并保证其正确性。

代码中的实现结构是：

typedef struct LWLock
{
    uint16 tranche;         /* tranche ID*/	//->锁类别
    pg_atomic_uint32 state; /* state of exclusive/nonexclusive lockers */
    proclist_head waiters;  /* list of waiting PGPROCs */ //->也有等待队列
} LWLock;

在src/include/storage/lwlocklist.h中能看到一系列定义好的predefined LWLock列表。

其内部实现还是参考树杰的《事务处理》一书中的锁章节，典型的使用case可以参考bufferpool中的并发控制。

row lock

为了更细粒度的进行并发控制必须要引入行锁，它是非常重要的一个锁类型，pg中的实现使用了tuple header中的xmax+infomask标记。其上有4种锁模式：在共享/互斥的基础上再考虑是否存在key update。具体的使用场景：

begin; select ... FOR [KEY] SHARE;      // 直接申请for后边写明的模式
begin; select ... FOR [NOKEY] UPDATE;   // 同上
update ... ;                            // FOR UPDATE，并根据是否更新[主键/唯一键/外键]自动来判断NOKEY
delete ... ;                            // FOR UPDATE
insert ... ;                            // 一般无行锁，MVCC方式并发控制
select ... ;                            // 无行锁，MVCC方式并发控制

行锁的加锁过程并不是简单加标记，还需要tuple lock的配合，下边摘抄了一下行锁的加锁步骤：

  1. If the xmax field and hint bits indicate that the row is locked in the exclusive mode, acquire an exclusive heavyweight tuple lock.
  2. If required, wait for all the incompatible locks to be released by requesting a lock on the ID of the xmax transaction (or several transactions if xmax contains a multixact ID).
  3. Write its own ID into xmax in the tuple header and set the required hint bits.
  4. Release the tuple lock if it was acquired in the first step.

    tuple lock是一种常规锁，引入它的目的是甄别出第一个等待进程，防止其长时间饥饿

更简洁的伪代码表示：

LockTuple()           // acquire tuple lock
XactLockTableWait()   // wait on another txn (if required)
mark tuple            // set xmax + infomask => locked by me
UnlockTuple()         // release tuple lock

另外pg中很多死锁和性能问题都是行锁导致的，其实现细节可以参考PG14 book中的行锁章节。

others

其他还有类似object lock，advisory lock，page lock等小类型的锁，PG14 book中专门开了一章来写它们，可以参考阅读。

Questions:

  1. 对于PageLock（见LockPage()函数），直观感觉每次访问page/buffer时使用（层次：表锁->page锁->行锁），听起来也很合理，而实际上是这样吗？

    实际不是的，根据函数调用轨迹，PageLock只被Gin索引所用；而bufferpool是通过lwlock来保护的