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【問(wèn)題描述】
我們可能會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)的錯(cuò)誤日志里，發(fā)現(xiàn)這么一條信息:
A time-out occurred while waiting for buffer latch -- type 4, bp 000000097BFDEDC0, page 1:19239, stat 0xc00009, database id: 5, allocation unit Id: 72057615247867904, task 0x0000000005E594C8 : 0, waittime 300, flags 0x1018, owning task 0x0000000000169DC8. Not continuing to wait.
我們的問(wèn)題是，這個(gè)錯(cuò)誤到底是什么含義，在什么情況下會(huì)報(bào)上面的錯(cuò)誤，以及如何解決？
【背景介紹】
Latch是SQL Server內(nèi)部用來(lái)同步資源訪問(wèn)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。和操作系統(tǒng)的Critical Section或ReaderWriterLock類(lèi)似。Latch保護(hù)了那些想保護(hù)的資源，使得訪問(wèn)同步有序。比方說(shuō)，當(dāng)某個(gè)線程獲得某個(gè)資源的Latch的獨(dú)占使用權(quán)時(shí)候，別的線程如果也需要訪問(wèn)這個(gè)Latch，則它必須等待。
從大的方面來(lái)講，有兩種Latch，一種叫Buffer Latch，另外一種叫I/O Latch。
我們先來(lái)簡(jiǎn)短介紹一下I/O Latch。當(dāng)SQL Server從硬盤(pán)上讀取一個(gè)頁(yè)時(shí)，會(huì)先在內(nèi)存預(yù)留該頁(yè)的空間。并且在該預(yù)留空間的某一個(gè)位BUF_IO設(shè)為1。如果數(shù)據(jù)從硬盤(pán)讀寫(xiě)完成，則該位設(shè)為0。從硬盤(pán)讀取頁(yè)的期間，其他也需要訪問(wèn)該頁(yè)的線程當(dāng)然要等待，等待類(lèi)型為PAGEIOLATCH_SH，直到讀寫(xiě)完成，BUF_IO被設(shè)為0為止。因此，如果我們看到大量PAGEIOLATCH_SH等待，則基本可以斷定問(wèn)題是出在磁盤(pán)性能上面。
另外一種Latch則稱(chēng)為Buffer Latch，用來(lái)保護(hù)內(nèi)存里的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如Index, Data Pages, B樹(shù)中的Non-Leaf頁(yè)。當(dāng)進(jìn)程需要讀取一個(gè)內(nèi)存里的數(shù)據(jù)頁(yè)時(shí)，該進(jìn)程要先獲取該數(shù)據(jù)頁(yè)上的Buffer Latch。有各種類(lèi)型的Latch，包括獨(dú)占Latch(PAGELATCH_EX)和共享Latch(PAGELATCH_SH)。
下面來(lái)演示，為什么我們需要Latch。如下圖所示，我們?cè)陧?yè)面100上，已經(jīng)存放了兩條記錄。
如果沒(méi)有Latch鎖的話，某進(jìn)程在頁(yè)面100上，插入如下數(shù)據(jù)：INSERT VALUES(3, 300)，其結(jié)果如下：
這時(shí)，另外一個(gè)進(jìn)程要在頁(yè)面100上，插入如下數(shù)據(jù): INSERT VALUES(4, 400), 因?yàn)闆](méi)有Latch鎖，所以會(huì)覆蓋之前的數(shù)據(jù)。導(dǎo)致數(shù)據(jù)插入出問(wèn)題。
正確的做法是，我們要在第一個(gè)線程進(jìn)行操作時(shí)，加獨(dú)占Latch鎖。第二個(gè)線程必須要等待，直到第一個(gè)線程操作完成。如下圖所示:
開(kāi)始第一條記錄插入，隨后修改m_freedata(值為141)以及Row的指針(值為126)，在此期間，第二條插入語(yǔ)句處于等待Latch狀態(tài)。第一條記錄插入完成后，釋放獨(dú)占Latch鎖。
第二條記錄開(kāi)始插入，插入期間也會(huì)加獨(dú)占Latch鎖，以防止其他進(jìn)程修改或讀取頁(yè)。完成后，也隨即釋放Latch鎖。最后結(jié)果如圖所示。由于有Latch鎖，所以數(shù)據(jù)的插入可以有序的進(jìn)行。
【LATCH申請(qǐng)模式】
Latch在申請(qǐng)的時(shí)候有以下幾種模式，
- KP – Keep Latch 保證引用的結(jié)構(gòu)不能被破壞
- SH – Shared Latch 讀數(shù)據(jù)頁(yè)的時(shí)候需要
- UP – Update Latch 更改數(shù)據(jù)頁(yè)的時(shí)候需要
- EX – Exclusive Latch 獨(dú)占模式，主要用于寫(xiě)數(shù)據(jù)頁(yè)的時(shí)候需要
- DT – Destroy Latch 在破壞引用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)所需要
下表顯示各種Latch申請(qǐng)的兼容模式：
Y表明是兼容的，如果兩個(gè)線程都去讀某頁(yè)，則他們都會(huì)去申請(qǐng)SH鎖，因?yàn)镾H鎖是兼容的，則兩個(gè)線程都不會(huì)互相妨礙。而N表明是不兼容的，必須要等待。直到前面一個(gè)Latch被釋放為止。
【LATCH等待類(lèi)型】
Latch的等待主要有三種。
- Buffer (BUF) Latch 用來(lái)保護(hù)索引或數(shù)據(jù)頁(yè)，也包括PFS, GAM, SGAM和IAM數(shù)據(jù)頁(yè)，等待類(lèi)型是PAGELATCH_*模式。
- Non-buffer (Non-BUF) Latch 除了上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以外的其他內(nèi)存結(jié)構(gòu)，等待類(lèi)型是LATCH_*模式。
- IO Latch 保護(hù)數(shù)據(jù)從磁盤(pán)到頁(yè)面的讀寫(xiě)過(guò)程，等待類(lèi)型是PAGEIOLATCH_*模式。
我們可以查詢(xún)下面的語(yǔ)句了解一下具體的等待種類(lèi)：
SELECT * FROM sys.dm_os_wait_stats WHERE wait_type like '%Latch%'
it知識(shí)庫(kù)：Buffer Latch Timeout的解析，轉(zhuǎn)載需保留來(lái)源！
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