RAC必须了解——DLM分布式锁的实现机制

概述

后面会讲下怎么去做rac,所以先讲下DLM分布式锁机制,RAC学习必须先了解的。


AST简介

DLM进程(LMON、LMD)之间的跨实例通信是使用高速互联上的IPC层实现的。为了传递锁资源的状态,DLM使用了异步陷阱(AST),它在操作系统处理程序例程中实现为中断。纯粹主义者可能同意AST的确切含义以及它的实现方式(中断或其他阻塞机制),但对于OPS或Oracle RAC来说,它就是中断。

AST可以是一个"阻塞AST",也可以是一个"获取AST"。当一个进程请求一个资源上的锁时,DLM向当前对同一资源拥有锁的全部进程发出一个阻塞异步陷阱(BAST)。在可能和必要时,这个锁的拥有者会放弃这个锁,允许请求者获取对该资源的访问。DLM将向请求者发送一个获取AST(AAST),通知其现在可以拥有这个资源(和这个锁)。通常将AAST看作进程的"唤醒呼叫"。

DLM使用两个队列跟踪所有的lock 请求,并用两个ASTs(asynchronous traps)来完成请求的发送和响应,实际就是异步中断(interrupt)或者陷阱(trap)。下图显示的是资源和队列的关系,granted queue中记录的是所有已经获得的lock的进程,而convert queue记录时是所有等待lock的进程。

RAC必须了解——DLM分布式锁的实现机制

DLM中资源的锁队列

进程1和进程2拥有数据块S模式的锁,因此在granted queue 中有记录,假设现在进程2要获得X模式的锁,进程2必须先向DLM提出请求;请求提交给DLM后,DLM就要把进程2放在convert queue中。向拥有不兼容模式锁的进程1发送一个blocking ASTs,这是一个异步请求,所以DLM不必等待响应。当进程1接受到这个BAST之后,就会把这个lock降级为null模式,DLM把进程2的锁模式转换为x模式,如下图所示:

RAC必须了解——DLM分布式锁的实现机制

BAST

然后,DLM发送一个acquisition ASTn(AAST)给进程2,并把进程2放到Granted queue中,如下图所示,进程2就可以继续处理了:

RAC必须了解——DLM分布式锁的实现机制

AAST

在DLM中如何授予锁

为了说明锁定在OPS的DLM中是如何工作的,请考虑一个由两个节点组成的示例集群,它有一个共享磁盘阵列:

(1) 进程p1需要修改实例1上的一个数据块。p1需要检查这个数据块上是否存在锁,然后才能将它读入实例1上的缓冲区缓存中。

(2) 这个数据块中可能存在锁,也可能不存在,因此LCK进程检查SGA结构,以验证缓冲区锁状态。如果存在锁,那么LCK必须请求DLM对这个锁进行降级。

(3) 如果不存在锁,那么LCK必须在本地实例中创建锁元素(LE),其角色是本地的。

(4) LCK必须以独占模式向DLM请求这个LE。如果该资源由实例1主控,那么LM继续处理。否则,必须将这个请求发送到集群中的主控DLM。

(5) 假定这个锁由实例1主控,则这个实例上的DLM在其DLM数据库中进行本地缓存查询,发现实例2上的一个进程已经对同一数据块拥有独占(EX)锁。

(6) 实例1上的DLM向实例2上的DLM发出一个BAST,请求对此锁进行降级。实例2上的DLM向同一实例上的LCK发出另一个BAST,将这个锁由EX降级为NULL。

(7) 实例2上的进程可能已经更新了这个锁,并且可能还没有提交修改。"脏缓冲区写入器"(DBWR)得到信号,将这个数据块写到磁盘上。在写入确认之后,实例2上的LCK将这个锁降级为NULL,向同一实例上的DLM发送一个AAST。

(8) 实例2上的DLM针对锁状态的修改对本地DLM数据库进行更新,并向实例1上的DLM发送一个AAST。

(9) 实例1上的主控DLM更新主控DLM数据库中这个锁(EX)的状态,现在可以将这个锁授予其实例上的进程。DLM自身将这个锁升级到EX。

(10) 实例1上的DLM现在向本地LCK进程发送另一个AAST,向它通知有关锁授予的情况,而且现在可以从磁盘读取该数据块。


后面会分享下怎么去安装部署oracle12c RAC环境,感兴趣的朋友可以关注下~

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