锁存器和自旋锁（Latch&Spinlock）----Latch类型及模式

最新推荐文章于 2022-01-30 22:06:46 发布

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本文深入解析 SQL Server 中的 Latch 类型、模式及等待机制，包括服务缓冲池的 BUFLatch、Non-BUF 类型、Latch 模式（NL、KP、SH、UP、EX、DT）以及 Latch 的兼容性、等待原理等关键信息。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Latch类型

Latch的存在是为了保护内存里的数据。有数百种被不同类型的Latch，其中大部分你不大可能会遇到，然而Latch等待偶尔会显示在sys.dm_os_wait_stats中。SQL Server中，Latch可分为两大类，一类是服务缓冲池的被称为BUF Latch（如sys.dm_os_wait_stats里面的PAGELATCH或PAGEIOLATCH，sys.dm_os_latch_stats中的Buffer Latch类）；另一类是Non-BUF。通过SELECT * FROM sys.dm_os_latch_stats你可以看到超过150种Latch类型，其中BUFFER类型的最多。如果你查看sys.dm_os_wait_stats的内容，你会看到LATCH_, PAGELATCH_ 和PAGEIOLATCH_打头的Latch，其中LATCH_打头的等待都是用于Non-BUF类型，PAGELATCH_打头的Latch应用于各种页，PAGEIOLATCH_打头的Latch用于数据从磁盘移到RAM。

Latch模式

Latch模式锁模式简单，前者更少，并且兼容性也直接得多。从下面的查询结果中可以看到，有6中Latch模式：NL, KP, SH, UP, EX, DT。

NL：内置的Null Latch，不需要考虑它。它基本上表示没有Latch在使用，所以它甚至没有记录在正常条件下。

KP：Keep Latch，用于表明需要一个特定的页来完成某事，不应该被破坏掉。

SH：Shared Latch，从页读取数据时需要它。

UP：Update Latch，表明一个页正在被更新，但不是页里面的表数据。与T-SQL中的UPDATE（需要EX Latch）没有关系。

EX：Exclusive Latch，表明数据正在被改变或添加。两个EX Latch不能同时保留在用一个页上。

DT：Destroy Latch，表明页正在从内存中移除。当页的记录被移除时，被删除的页会从Lazy Writer进程中获得一个DT Latch。记住，这未必意味着数据被删除，它可以简单地从Buffer Cache中移除，数据副本仍然驻留在磁盘。然而，从Buffer Cache中移除一个页要走多个步骤，因为SQL Server引擎维护一个哈希表，哈希表罗列当前哪些页在内存里，否则，它就不知道页的内存地址。如果页上有其他Latch，那么就不能有DT Latch，这使得KP Latch更加重要，当需要一个页，但尚未读写时，就要用KP Latch来阻止获得DT Latch。

Latch兼容性

授予顺序

在任何系统中，随着处理器线程数量的增长，大量的请求会排队等待一个特定的页。对于一个没有Latch的页，第一个想要获得Latch的进程会被授予一个Latch，这个不难理解，但当更多的进程开始出现时，行为就有点不同了。KP Latch会完全跳过队列，除非页上有一个DT Latch，KP Latch会往前跳并保持活动的状态。其他的Latch会等待，加入到队列中。当当前的Latch释放了，队列中的第一个Latch会被授予，但这里会有特殊情况发生，队列中和第一个Latch兼容的任何其他Latch会被允许，即使在它前面有不兼容的锁。通过这种方式，队列中的下一个Latch类型总会被授予，但对于其他Latch，在关门的同时也有机会跳进来。

Latch等待

Latch等待是指Latch请求不能被立即授予，其原因有两个，一个是该Latch已经被访问，另一个是与下一个有冲突。仅仅写入Latch模式（UP、EX、DT）提供阻塞任务信息。单任务等待期间，阻塞信息有可能改变。一个任务也可能阻塞它自身，这是由于数据访问的异步性质。

SUPERLATCHES/SUBLATCHES

经常使用索引的根页常被Latch，每次在索引上执行寻找（seek）时，都必须读取根页以便为找到包含剩余数据的页的路径。SuperLatch通过把单Latch放进一个Sublatch阵列中，一个SubLatch对应一个CPU内核的方式，来提升有32个或更多个逻辑处理器的系统性能。http://blogs.msdn.com/b/psssql/archive/2009/01/28/hot-it-works-sql-server-superlatch-ing-sub-latches.aspx上面有一些有用的关系图来显示这种状况。图7-17显示的正常的Latch情况，而图7-18显示的是SuperLatch和SubLatch的情况。当一个处理器需要EX Latch的时候就会出问题，因为要做到这一点，SuperLatch必须协调所有的SubLatch，来确保它们都能在合适的时间转换成EX Latch。这比获取一个正常的EX Latch更耗资源，所以，如果经常发生并到一定程度，那么SuperLatch就会降级为一个普通的Latch。SuperLatch对于几乎总是只读的页是有利的。