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Transaction Overview

  • 隔离性1: https://www.postgresql.org/docs/16/transaction-iso.html
  • 隔离性2: https://postgres-internals.cn/docs/chapter02/
  • 快照: https://postgres-internals.cn/docs/chapter04/
  • 预写式日志: https://postgres-internals.cn/docs/chapter10/
  • WAL: https://www.interdb.jp/pg/pgsql09/index.html
  • 锁: https://postgres-internals.cn/docs/chapter12/
  • 并发: https://www.interdb.jp/pg/pgsql05/index.html
事务特性 核心实现方式 关键补充 (内核视角)
隔离性 (I) MVCC (快照隔离) + Lock Manager (锁机制) DDL 也是基于 MVCC。2PL (两阶段锁) 用于处理读写冲突。
持久性 (D) WAL (预写日志) + Checkpointer 还有 Double Write 机制（在某些存储环境下）防止半写。
原子性 (A) CLog (状态位) + WAL 事务提交本质上是修改 CLog 里的 2 个 bit 位。
一致性 (C) 它是 A+I+D 的综合结果 + 数据完整性约束 包括 唯一索引、外键、Check 约束等主动校验。

隔离级别

Isolation Level Dirty Read Nonrepeatable Read Phantom Read Serialization Anomaly
Read uncommitted Allowed, but not in PG Possible Possible Possible
Read committed Not possible Possible Possible Possible
Repeatable read Not possible Not possible Allowed, but not in PG Possible
Serializable Not possible Not possible Not possible Not possible

异常图示

丢失更新

丢失更新是“基于过时前提做出的正确决定”。

  • 事务本身没问题：指令是合法的。
  • 并发逻辑有问题：它掩盖了数据状态的真实演变过程。
create table tb(id int, account int);
insert into tb(id, account) values (1, 100);
事务A 事务B
BEGIN ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
BEGIN ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
select * from tb;
select * from tb;
update tb set account = 100 + 50 where id = 1;
commit
update tb set account = 100 - 20 where id = 1;
commit
select * from tb; 结果为80，丢失+50

解决方法:

  1. 使用RR隔离级别BEGIN ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
  2. 使用行级锁 select * from accounts for update;
  3. 使用原子更新 update accounts set balance = balance + 50 where id = 1;

持久性

wal

draw_wal

checkpoint 触发时机

  • 时间触发：后台 checkpoint 进程会定时检查时间，如果距离上次 checkpoint 执行开始时的间隔超过了指定值，就会触发 checkpoint。这个指定值是配置文件的checkpoint_timeout 值，范围在 30s ~ 1 day，默认值为300s。
  • wal日志：当最新的 wal 日志，和上次 checkpoint 的刷新点的距离大于指定值，就会触发 checkpoint。
  • 手动触发：当用户执行checkpoint命令也会触发，这个命令必须由超级用户才能执行。
  • 数据库关闭：当数据库正常关闭时，会触发一次 checkpoint 。
  • 基础备份：当进行数据基础备份时，会执行pg_start_backup命令，触发 checkpoint。
  • 数据库崩溃修复：数据库异常退出后，比如数据库进程被kill -9，来不及清理操作 。在重新启动时，会进行崩溃修复，修复完成后会触发 checkpoint。

pg_walinspect 介绍

  • 代码位于 postgres/contrib/pg_walinspect/，编译后使用
# 1. 自动获取PG服务端头文件目录（模糊化安装路径）
PG_INCLUDE=$(~app/pgdebug/bin/pg_config --includedir-server)

# 2. 编译扩展（指定PG版本+头文件路径）
make PG_CONFIG=~app/pgdebug/bin/pg_config CPPFLAGS="-I$PG_INCLUDE"

# 3. 安装扩展（指定PG版本）
make install PG_CONFIG=~app/pgdebug/bin/pg_config

# 4. 客户端安装扩展到数据库实例
create extension pg_walinspect;

transaction 管理

exec_simple_query
    start_xact_command
        StartTransactionCommand
        xact_started = true;
    finish_xact_command
        CommitTransactionCommand
        xact_started = false;