一、LWLock简介

大家好！今天我们来聊一聊 openGauss 的LWLock（轻量级锁），他是一种用于并发控制的机制，旨在提高数据库的性能和响应能力，尤其是在多线程和多进程环境下。接下来，我会带大家一步步解析相关代码，并提供优化实践的建议。 希望通过这篇文章，你能对 openGauss 的LWLock有更深刻的理解，并应用到自己的项目中！

二、LWLock相关结构

LWLock的相关数据结构如下：

typedef enum LWLockMode {
    LW_EXCLUSIVE,		// 排他锁
    LW_SHARED,			// 共享锁
    LW_WAIT_UNTIL_FREE /* A special mode used in PGPROC->lwlockMode,
                        * when waiting for lock to become free. Not
                        * to be used as LWLockAcquire argument */
} LWLockMode;

typedef struct LWLock {
    uint16      tranche;            /* tranche ID */
    pg_atomic_uint32 state; /* state of exlusive/nonexclusive lockers */
    dlist_head waiters;     /* list of waiting PGPROCs */
#ifdef LOCK_DEBUG
    pg_atomic_uint32 nwaiters; /* number of waiters */
    struct PGPROC* owner;      
#endif
#ifdef ENABLE_THREAD_CHECK
    pg_atomic_uint32 rwlock;
    pg_atomic_uint32 listlock;
#endif
} LWLock;

LWLockMode定义了一个枚举类型 ，表示轻量锁的三种操作模式，排他锁、共享锁和一种特殊模式。其中排他锁表示当前锁只能被单个线程持有，共享锁表示多个线程可以同时持有该锁，但不能同时存在排他锁，还有一种特殊模式，仅用于内部操作，不作为 LWLockAcquire 函数的参数，表示当前线程正在等待锁被完全释放。

LWLock表示一个锁对象，其定义如下：

1、tranche，相当于锁的ID，表示锁所属的分类，在调试或性能监控中，用于标识某个锁的用途。

2、state，保存锁的状态，包括当前是否被持有，以及持有者的类型。

3、waiters，双向链表，存储等待获取该锁的进程（或线程），链表的节点表示等待锁的数据库进程。

4、nwaiters，表示等待该锁的进程数量。

5、owner，用于记录最后一个持有排他锁的进程。

6、rwlock，用于读写锁的状态管理。

7、listlock：用于保护 waiters 链表的并发访问。

三、LWLock 初始化

在代码里面，初始化分为三个步骤：

1、函数开始时会检查是否已经分配内存上下文，若已存在则删除旧上下文。

2、使用 memset_s 清零 ctl 结构以避免内存污染，调用 securec_check 检查 memset_s 的返回值，确保操作的安全性。

3、使用 HASHCTL结构配置哈希表的参数，如键大小，条目大小以及内存上下文，调用hash_cre ate创建哈希表。

static void init_lwlock_stats(void)
{
……
    HASHCTL ctl;
    static MemoryContext lwlock_stats_cxt = NULL;
    static bool exit_registered = false;

    if (lwlock_stats_cxt != NULL) {
        MemoryContextDelete(lwlock_stats_cxt);
    }
    lwlock_stats_cxt = AllocSetContextCreate(t_thrd.top_mem_cxt, "LWLock stats", ALLOCSET_DEFAULT_MINSIZE,
                                             ALLOCSET_DEFAULT_INITSIZE, ALLOCSET_DEFAULT_MAXSIZE);
    MemoryContextAllowInCriticalSection(lwlock_stats_cxt, true);

    errno_t rc = memset_s(&ctl, sizeof(ctl), 0, sizeof(ctl));
    securec_check(rc, "\0", "\0");
    ctl.keysize = sizeof(lwlock_stats_key);
    ctl.entrysize = sizeof(lwlock_stats);
    ctl.hcxt = lwlock_stats_cxt;
    lwlock_stats_htab = hash_create("lwlock stats", 16384, &ctl, HASH_ELEM | HASH_BLOBS | HASH_CONTEXT);
……
}

四、LWLock 加锁

在代码里LWLockAcquire函数负责整个加锁过程，需要传入获取的LWLock对象的指针，锁的模式（共享或者排他），还需要传入是否需要更新锁的标识，该函数采用无限循环的方式（for (;