Transaction XID¶

https://www.interdb.jp/pg/pgsql05/01.html

VXID 是事务在内存中的临时工牌
XID (Transaction ID) 就是写入数据页（Page Header）和日志（WAL）的“永久烙印”
XID 是 PostgreSQL 实现多版本并发控制（MVCC）与数据持久化的基石

1. 分配时机：按需升级¶

与 VXID 随事务启动即分配不同，XID 的分配遵循延迟加载原则：

只读事务：永不分配 XID，仅持有 VXID。
写事务：只有在事务产生数据变更（INSERT/UPDATE/DELETE）的瞬间，才会调用 GetNewTransactionId() 获取一个全局唯一的 XID。
设计意图：保护有限的 XID 序列空间，减少非必要的全局锁（XidGenLock）竞争。

2. 物理特性：落盘的可见性标识¶

XID 是一个 32 位的无符号整数，它在数据面（Data Plane）承担双重任务：

行级标记：每一行数据（Tuple）的头部都存有 xmin（创建该行的 XID）和 xmax（删除该行的 XID）。
可见性判定：通过对比当前快照与行头部的 XID，数据库在不加读锁的情况下，确定该行对当前事务是否可见。

3. 核心约束：事务回卷¶

由于 XID 仅有 32 位，其取值范围约为 0 到 42 亿。这带来了数据库内核最沉重的治理任务：事务回卷（Wraparound）。

逻辑环：XID 被视为一个循环圆环。环中逆时针方向的 21 亿个数字被定义为“过去”。环中顺时针方向的 21 亿个数字被定义为“未来”。
冷冻（Freeze）：为了防止新旧事务混淆，系统必须通过 VACUUM FREEZE 将老旧的 XID 转换为特殊的特殊标识（Frozen XID, 2），确保它们永远被视为“过去”。

4. 存储开销：CLOG (Commit Log)¶

XID 的状态（提交、回滚、运行中）并不记录在数据页，而是维护在 CLOG（又称 pg_xact）中：

每个 XID 在 CLOG 中占用 2 个比特位。
查询逻辑：当引擎看到数据页上的 XID 时，会立刻去 CLOG 查找其最终结局，从而决定是否加载该行数据。

5. 核心函数 `GetCurrentTransactionId`¶

/*
 *  GetCurrentTransactionId
 *
 * This will return the XID of the current transaction (main or sub
 * transaction), assigning one if it's not yet set.  Be careful to call this
 * only inside a valid xact.
 */
TransactionId
GetCurrentTransactionId(void)
{
    TransactionState s = CurrentTransactionState;

    if (!FullTransactionIdIsValid(s->fullTransactionId))
        AssignTransactionId(s); // Assigns a new permanent FullTransactionId to the given TransactionState
    return XidFromFullTransactionId(s->fullTransactionId);
}

6. 总结：VXID 与 XID 的权责对等¶

特性	VXID (控制面)	XID (数据面)
本质	内存标识，处理并发冲突	磁盘标识，处理数据版本
持久化	随进程结束消失	永久写入 WAL 和 Page
全局性	局部唯一（进程内）	全局递增（实例级）
成本	几乎为零	昂贵（触发 I/O、占用存储、需回卷治理）