简单介绍SQL Server里的闩锁

SQL Server中的闩锁及故障排除方法

本文旨在深入SQL Server中的闩锁，以及如何运用DMV sys.dm_os_wait_stats和sys.dm_os_latch_stats进行故障排除。对于对SQL Server性能优化和故障排除感兴趣的朋友，以下内容或许能为您提供一些启示。

在SQL Server中，为了保证多线程访问内存结构的安全性，微软引入了轻量级同步对象——闩锁。闩锁是SQL Server存储引擎使用的一种保护机制，确保在多线程环境下数据的完整性和准确性。本文将分为两部分，第一部分介绍为何需要闩锁，第二部分则详细阐述闩锁的类型及故障排除方法。

我们来为何需要闩锁。闩锁的概念在SQL Server 7.0版本中引入，随着行级锁（row-level locking）的出现，闩锁的重要性日益凸显。如果没有闩锁，可能会出现内存中的丢失更新现象，影响数据的完整性。闩锁是存储引擎使用的轻量级同步对象，用于保护内存结构，允许多个并发读操作，但写入共享数据结构必须是单个线程进行。这种机制确保了数据库的多线程安全性。

闩锁与锁在SQL Server中扮演着不同的角色。锁主要用于事务处理，用于逻辑上获得所需的隔离级别，可以通过SQL Server中的隔离级别和锁提示来控制。而闩锁则是用于协调数据库中的多个线程物理执行，无法直接控制，也没有相应的闩锁提示和隔离级别。下面列出了锁和闩锁之间的比较：

控制：锁控制事务，而闩锁控制线程。

保护对象：锁保护数据库内容，而闩锁保护内存中数据结构。

模式：锁有多种模式如共享、排他等，而闩锁支持更细粒度的保持和销毁模式。保持闩锁用于引用计数，而销毁闩锁则在特定情况下使用，如惰性写入器释放内存页时。

了解了闩锁的基本概念后，我们接下来闩锁的故障排除。通过DMV sys.dm_os_wait_stats和sys.dm_os_latch_stats，我们可以深入了解闩锁的等待情况，从而进行故障排除。这些动态管理视图提供了关于闩锁等待的详细信息，包括等待时间、等待类型等，有助于我们识别和解决性能瓶颈。

闩锁是SQL Server中确保多线程安全性的重要机制。通过深入了解闩锁的类型、作用和故障排除方法，我们可以更好地优化SQL Server的性能，提高数据库的可靠性和稳定性。希望本文能为您提供有益的参考和启示。关于SQL Server中的闩锁类型及其使用情境

当我们深入SQL Server的内部机制时，闩锁（Latches）作为一个关键组件引起了我们的关注。闩锁用于确保数据库系统的并发性和数据完整性。以下是关于SQL Server中不同闩锁类型的详细。

闩锁类型及其特点

1. NL（空闩锁）: 当资源未被使用时，使用此闩锁。

2. KP（保持闩锁）: 可以被多个任务持有，但只被一个DT模式的闩锁阻塞。

3. SH（共享闩锁）: 在读取数据页时使用，允许多个任务同时持有，但会阻塞EX和DT模式的闩锁。

4. UP（更新闩锁）: 在写入系统分配页面和tempdb的行版本化页面时使用，这种模式的闩锁只能被一个单独的任务持有。

5. EX（排他闩锁）: 在写入数据页时使用，同样只能被一个任务持有。

6. DT（销毁闩锁）: 使用较少，也只能由一个任务持有。

闩锁与I/O操作

在SQL Server中，当涉及缓冲池的页面读写操作时，会使用到I/O闩锁。这些闩锁确保页面在存储子系统和缓存池之间的同步。当页面从存储子系统读取或写入时，SQL Server会使用PAGEIOLATCH_为前缀的等待类型。通过DMV sys.dm_os_wait_stats，可以查看这些闩锁的等待情况。

缓存区闩锁（Buffer Latches）

除了I/O闩锁，SQL Server还有缓存区闩锁，用于保护缓冲池中的页面。这些闩锁防止并发运行的线程对内存中的页面造成破坏。它们主要用于防止“丢失的更新”（Lost Updates）。等待类型中以PAGELATCH_为前缀的即是此类闩锁。涉及主内存的竞争时尤为重要。

非缓存区闩锁（Non-Buffer Latches）

SQL Server还使用非缓存区闩锁来保护除缓冲池之外的其他共享数据结构。这些闩锁保护的是那些不涉及缓冲池但同样需要并发控制的数据库组件。对于这类闩锁，SQL Server在统计信息中以LATCH_为前缀标识。

故障排除与监控

对于数据库管理员和开发者来说，了解和监控这些闩锁的等待情况至关重要。通过DMV sys.dm_os_wait_stats，可以轻松地查看各种闩锁的等待情况，从而识别可能的性能瓶颈和并发问题。适当的调优和配置可以大大提高数据库的性能和稳定性。

SQL Server中的闩锁是确保并发性和数据完整性的关键组件。深入了解各种闩锁类型及其使用情境，有助于数据库管理员更有效地进行故障排除和性能优化。深入理解SQL Server的闩锁机制：从概览到细节

在SQL Server中，闩锁是一种同步机制，用于保护共享数据结构的访问。对于开发者与数据库管理员来说，理解闩锁的工作原理及其在SQL Server内部的作用至关重要。本文将引导您深入了解SQL Server的闩锁机制，从概览到细节，帮助您更好地管理和优化数据库性能。

通过DMV（Dynamic Management Views）我们可以获取关于闩锁的概览信息。例如，通过查询`sys.dm_os_wait_stats`，您可以获取有关等待闩锁的统计信息。但请注意，这些概览信息只是SQL Server内部各个闩锁的概况，若需更详细的信息，可在单独的DMV `sys.dm_os_latch_stats` 中查找。

在SQL Server 2014中，内部使用了163个闩锁来同步数据结构的访问。其中，FGCB_ADD_REMOVE是一个著名的闩锁，它保护着文件组的文件控制块（File Group Control Block，FGCB）。

当执行某些特定操作时，例如文件增长、增加/删除文件组文件、重新计算填充比重以及在循环分配期间通过文件组的文件回收等，FGCB_ADD_REMOVE闩锁会起到关键作用。如果观察到此闩锁频繁等待或排队，可能意味着存在过多的自动增长操作问题，这可能是由于数据库配置不当导致的。

当查询尝试访问受保护的数据结构并需要等待闩锁时，查询将进入挂起状态。查询的完整生命周期包括运行（RUNNING）、挂起（SUSPENDED）、可运行（RUNNABLE）等状态。长时间的闩锁持有可能会导致性能下降，因为改变查询状态涉及到Windows系统的上下文切换，这是一个资源密集型的操作。

对于读写频繁或极短时间内的共享数据结构上放置闩锁可能没有意义。在这种情况下，频繁的上下文切换可能会严重影响SQL Server的性能。为了解决这个问题，SQL Server引入了所谓的自旋锁（Spinlocks）。锁管理器是一个很好的例子，当锁定或解锁数据对象（如记录、页等）时，只需要单个线程访问。

当您查看`sys.dm_os_latch_stats`时，您会发现锁管理器使用的哈希表对应的哈希桶受到自旋锁的保护——这就是LOCK_HASH自旋锁。在执行锁定和解锁操作前，必须获得自旋锁。

理解SQL Server的闩锁机制对于优化数据库性能至关重要。通过深入了解闩锁的工作原理以及它们在SQL Server内部的应用，您可以更好地管理和调整数据库配置，从而提高系统的整体性能。希望本文能为您提供有价值的见解，助您更好地掌握SQL Server的闩锁机制。