Transaction Process¶

begin;
insert into tb values(1);
commit;

static TransactionStateData TopTransactionStateData = {
    .state = TRANS_DEFAULT,
    .blockState = TBLOCK_DEFAULT,
    .topXidLogged = false,
};

1. `BEGIN;`¶

事务状态：事务控制块（TopTransactionStateData）初始化其状态为 TRANS_INPROGRESS。
注意：在 PG 中，执行 BEGIN 时通常还不会分配正式的事务 ID（XID），而是先分配一个 虚拟事务 ID (VirtualXID)，以节省 XID 资源。

exec_simple_query
    start_xact_command
        StartTransactionCommand
            StartTransaction
                s->state = TRANS_START;
                /* initialize */
                s->state = TRANS_INPROGRESS;
            s->blockState = TBLOCK_STARTED;
    PortalRun | PortalRunMulti | PortalRunUtility | ProcessUtility | standard_ProcessUtility
        BeginTransactionBlock
            s->blockState = TBLOCK_BEGIN;
    finish_xact_command
        CommitTransactionCommand
            s->blockState = TBLOCK_INPROGRESS;

2. `INSERT INTO tb VALUES(1);`¶

A. 元数据检索（Syscache / Relcache）

控制面必须先搞清楚 tb 是什么。它通过 Syscache 快速查询系统表（如 pg_class, pg_attribute），确定表的字段类型、是否有约束、是否有索引。

B. 逻辑锁定（Heavyweight Lock）

表级锁申请：控制面调用 Lock Manager，申请 tb 的 RowExclusiveLock（行排他锁）。
作用：防止你在插入时，另一个事务执行 DROP TABLE（控制面逻辑保护）。

C. 物理锁定与空间寻找（Data Buffer & FSM）

寻找空位：访问 FSM (Free Space Map)，找到 tb 对应的数据面 Page。
Pin & Lock：Buffer Manager 将该 Page 载入 Shared Buffers。为了物理安全，先对 Buffer 加 Pin（防止被换出），再加 LWLock (轻量级锁)（防止字节级冲突）。

D. 正式事务 ID 分配（XID & CLOG）

此时，控制面正式分配一个 32 位的 XID。

E. 生成数据变更（MVCC & WAL）

MVCC 标记：在内存 Page 的元组头部写入数据 1，并将 xmin 设置为当前的 XID。
WAL 日志：控制面生成一条 WAL Record（描述：在某 Page 插入了数据 1），并写入 WAL Buffer。

exec_simple_query
    start_xact_command
        StartTransactionCommand
            break;
    parsetree_list = pg_parse_query(query_string);
    foreach(parsetree_item, parsetree_list)
        /* analyze and plan */
        start_xact_command
        pg_analyze_and_rewrite_fixedparams | parse_analyze_fixedparams
            transformTopLevelStmt | transformOptionalSelectInto | transformStmt | transformInsertStmt
                setTargetTable | table_openrv_extended | relation_openrv_extended | RangeVarGetRelid
                    LockRelationOid(relId, RowExclusiveLock);
        PortalRun | PortalRunMulti | ProcessQuery
            ExecutorStart | standard_ExecutorStart
                GetCurrentCommandId(true);
                    currentCommandIdUsed = true;
                    return currentCommandId;
            ExecutorRun | standard_ExecutorRun | ExecutePlan | ExecProcNode
                ExecModifyTable | ExecInsert | table_tuple_insert | heapam_tuple_insert
                    heap_insert
                        TransactionId xid = GetCurrentTransactionId();
        finish_xact_command
            CommitTransactionCommand
                CommandCounterIncrement
                    currentCommandId += 1;
                    currentCommandIdUsed = false;
                    SnapshotSetCommandId(currentCommandId);
    finish_xact_command /* This will only do something if the parsetree list was empty */

3. `COMMIT;`¶

这一步是确保“原子性”和“持久性”的关键。

A. 预写日志冲刷（WAL Flush - 持久性保证）

控制面调用操作系统指令（如 fsync），将 WAL Buffer 里的日志强制刷入磁盘。
核心逻辑：只要 WAL 落地了，即便此时掉电，数据库重启后也能根据 WAL 重建数据面。

B. 状态变更（CLOG 更新 - 原子性保证）

在 CLOG 中将该 XID 的状态由 IN_PROGRESS 修改为 COMMITTED。
注意：一旦 CLOG 状态改变，这个事务在逻辑上就“永久生效”了，其他事务通过 MVCC 判定就能看到这行数据。

C. 资源释放（Lock & Runtime Cleanup）

释放锁：调用 LockReleaseAll，释放之前持有的 RowExclusiveLock（让别人可以改表结构）。
资源回收：销毁事务级别的 MemoryContext，清理临时内存。
状态归位：Backend 进程状态变回 Idle。

exec_simple_query
    start_xact_command
        StartTransactionCommand
            break;
    PortalRun | PortalRunMulti | PortalRunUtility | ProcessUtility | standard_ProcessUtility
        EndTransactionBlock
            s->blockState = TBLOCK_END;
    finish_xact_command
        CommitTransactionCommand
            CommitTransaction
                s->state = TRANS_COMMIT;
                /* release */
                ResourceOwnerRelease | ResourceOwnerReleaseInternal
                    ProcReleaseLocks
                        LockReleaseAll(DEFAULT_LOCKMETHOD, !isCommit);
                s->state = TRANS_DEFAULT;
            s->blockState = TBLOCK_DEFAULT;

核心技术¶

步骤	涉及技术（控制面/运行面）	涉及技术（数据面）	目的
`BEGIN`	Transaction State, VirtualXID	-	环境准备
`INSERT`	Lock Manager, Syscache, XID	Shared Buffer, FSM, WAL Buffer	逻辑执行与物理写入
`COMMIT`	CLOG, MVCC	Disk (WAL File)	状态确认与持久化

作用

锁（Lock） 保证执行时没人捣乱
MVCC/CLOG 保证了别人什么时候能看到修改
WAL 保证了修改绝对不会丢
Buffer 保证了操作数据时的极致速度

Transaction Process¶

1. BEGIN;¶

2. INSERT INTO tb VALUES(1);¶

3. COMMIT;¶

核心技术¶

1. `BEGIN;`¶

2. `INSERT INTO tb VALUES(1);`¶

3. `COMMIT;`¶