事务中的 Postgres 锁

Posted 2023-04-18

【中文标题】事务中的 Postgres 锁

【英文标题】：Postgres locks within a transaction

【发布时间】：2016-11-22 21:56:01

【问题描述】：

我无法理解锁如何与 Postgres 中的事务交互。

当我运行这个（长）查询时，我对发生的高度锁定感到惊讶：

BEGIN;
TRUNCATE foo;
\COPY foo FROM 'backup.txt';
COMMIT;

\COPY 的documentation 没有提到它需要什么级别的锁，但this post 表明它只获得一个 RowExclusiveLock。但是当我在\COPY 期间运行此查询时：

SELECT mode, granted FROM pg_locks
WHERE relation='foo'::regclass::oid;

我明白了：

mode    granted
RowExclusiveLock    true
ShareLock   true
AccessExclusiveLock true

AccessExclusiveLock 到底是从哪里来的？我假设它来自TRUNCATE，也就是requires an AccessExclusiveLock。但是TRUNCATE 很快完成，所以我希望锁也能很快释放。这给我留下了几个问题。

当事务中的命令获取锁时，该锁是否在命令结束时（事务结束之前）释放？如果是这样，为什么我会观察到上述行为？如果不是，为什么不呢？其实既然transactions don't touch the table until the COMMIT，为什么事务中的TRUNCATE还需要阻塞表呢？

我在 PG 中的 documentation for transactions 中没有看到任何关于此的讨论。

【参考方案1】：

这里有几个误解需要澄清。

首先，事务在提交之前确实接触了表。您引用的评论说ROLLBACK（以及COMMIT）不要碰桌子，这是不同的。他们在提交日志（pg_clog）中记录事务状态，COMMIT 将事务日志刷新到磁盘（其中一个值得注意的例外是TRUNCATE，这与您的问题相关: 旧表一直保留到事务结束，并在COMMIT 期间被删除。

如果所有更改都被推迟到COMMIT 并且不会使用任何锁，那么COMMIT 将非常昂贵并且由于并发修改而经常会失败。事务必须像以前一样记住数据库的状态，并检查更改是否仍然适用。这种处理并发的方式称为optimistic concurreny control，虽然它对于应用程序来说是一个不错的策略，但它不适用于关系数据库，COMMIT 应该是高效的并且不应该失败（除非有重大问题与基础设施）。

所以关系数据库使用的是悲观并发控制或锁定，即它们在访问数据库对象之前锁定它以防止并发活动妨碍它们。

第二，关系型数据库使用two-phase locking，其中的锁（至少是用户可见的，所谓的重量级锁）一直保持到结束交易。 这对于保持事务的逻辑顺序 (serializable) 和一致是必要的（但还不够）。如果您释放锁，而其他人删除了您插入但未提交的行通过外键约束引用的行怎么办？

回答问题

所有这一切的结果是您的表将保持ACCESS EXCLUSIVE 锁定从TRUNCATE 直到事务结束。为什么这不是很明显吗？如果在TRUNCATE 之后允许其他事务甚至读取表，他们会发现它是空的，因为TRUNCATE 确实清空了表并且不遵守MVCC 语义。这样的dirty read（可能尚未回滚的未提交数据）是不允许的。

如果您确实需要在重新填充期间对表格进行读取访问，您可以使用DELETE 而不是TRUNCATE。缺点是这是一个更昂贵的操作，它会留下很多“死元组”，必须通过 autovacuum 删除，从而导致大量空白空间（table bloat） .但是，如果您愿意忍受一个臃肿的表和索引，以至于表和索引扫描至少需要两倍的时间，那么这是一种选择。

【讨论】：

谢谢@Laurenz！不过，我仍在努力了解事务中的TRUNCATE 是如何工作的。如果“TRUNCATE 真的清空了桌子”，并且“ROLLBACK [doesn't] touch the table”，那么TRUNCATE 怎么回滚呢？

我也很难理解您所说的“脏读”是什么意思（我在docs 中看到过它），但这可能需要自己的问题。

我解释了“脏读”并添加了一个链接。你说得对，我对TRUNCATE 的解释有点不一致。如in the code 所述，旧表不会立即被丢弃，而是在提交时被丢弃，因此在这种情况下COMMIT 不会完全接触表，而是将其删除。我会尽量在我的解释中更清楚地说明这一点。