leveldb多线程读写(大数据高并发解决方案)

全栈程序员-站长 • 2022年4月16日下午10:00 • 未分类 • 阅读 187

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

在并发写入的时候，leveldb巧妙的利用一个时间窗口做batch写入，这部分代码值得一读：

   Status DBImpl::Write(const WriteOptions& options, WriteBatch* my_batch) {
 
  //part A
 
     Writer w(&mutex_);
 
     w.batch = my_batch;
 
     w.sync = options.sync;
 
     w.done = false;
 
    //part B
 
     MutexLock l(&mutex_);
 
     writers_.push_back(&w);
 
     while (!w.done && &w != writers_.front()) {
 
       w.cv.Wait();
 
     }
 
     if (w.done) {
 
       return w.status;
 
     }
 
     // May temporarily unlock and wait.
 
     Status status = MakeRoomForWrite(my_batch == NULL);
 
     uint64_t last_sequence = versions_->LastSequence();
 
     Writer* last_writer = &w;
 
      //part C
 
     if (status.ok() && my_batch != NULL) {  // NULL batch is for compactions
 
       WriteBatch* updates = BuildBatchGroup(&last_writer);
 
       WriteBatchInternal::SetSequence(updates, last_sequence + 1);
 
       last_sequence += WriteBatchInternal::Count(updates);
 
       // Add to log and apply to memtable.  We can release the lock
 
       // during this phase since &w is currently responsible for logging
 
       // and protects against concurrent loggers and concurrent writes
 
       // into mem_.
 
      //part D
 
       {
 
         mutex_.Unlock();
 
         status = log_->AddRecord(WriteBatchInternal::Contents(updates));
 
         if (status.ok() && options.sync) {
 
           status = logfile_->Sync();
 
         }
 
         if (status.ok()) {
 
           status = WriteBatchInternal::InsertInto(updates, mem_);
 
         }
 
         mutex_.Lock();
 
       }
 
       if (updates == tmp_batch_) tmp_batch_->Clear();
 
       versions_->SetLastSequence(last_sequence);
 
     }
 
  //part E
 
     while (true) {
 
       Writer* ready = writers_.front();
 
       writers_.pop_front();
 
       if (ready != &w) {
 
         ready->status = status;
 
         ready->done = true;
 
         ready->cv.Signal();
 
       }
 
       if (ready == last_writer) break;
 
     }
 
     //part F
 
     // Notify new head of write queue
 
     if (!writers_.empty()) {
 
       writers_.front()->cv.Signal();
 
     }
 
     return status;
 
   }

假设同时有w1, w2, w3, w4, w5, w6 并发请求写入。

　　B部分代码让竞争到mutex资源的w1获取了锁。w1将它要写的数据添加到了writers_队列里去，此时队列只有一个w1, 从而其顺利的进行buildbatchgroup。当运行到(
part C)时mutex_互斥锁释放，之所以这儿可以释放mutex_，是因为其它的写操作都不满足队首条件，进而不会进入log和memtable写入阶段。这时(w2, w3, w4, w5, w6)会竞争锁，由于B段代码中不满足队首条件，均等待并释放锁了。从而队列可能会如(w3, w5, w2, w4).

　　继而w1进行log写入和memtable写入。当w1完成log和memtable写入后，则mutex_又锁住，这时（PART B）代码中队列因为获取不到锁则队列不会修改。

　　随后（
part E）开始，w1被pop出来，由于ready==w, 并且ready==last_writer,所以到（
part F），唤醒了此时处于队首的w3.

w3唤醒时，发现自己是队首，可以顺利的进行进入buildbatchgroup，在BuildBatchGroup函数中，遍历了目前所有的队列元素，形成一个update的batch，即将w3, w5, w2, w4合并为一个batch. 并将last_writer置为此时处于队尾的最后一个元素w4，（
part D）运行后，因为释放了锁资源，队列可能随着dbimpl::write的调用而更改，如队列状况可能为(w3, w5, w2, w4, w6, w9, w8).

　　(
part D)的代码将w3, w5, w2, w4整个的batch写入log和memtable. 到(
part E)，分别对w5, w2, w4进行了一次cond signal.当判断到完w4 == lastwriter时，则退出循环。(
part F)则对队首的w6唤醒，从而按上述步骤依次进行下去。

　　这样就形成了多个并发write 合并为一个batch写入log和memtable的机制。

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