这篇文章主要介绍了PostgreSQL数据库事务实现方法,简单讲述了事务的概念、功能,并结合实例形式分析了PostgreSQL数据库事务的定义方法及相关注意事项,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了PostgreSQL数据库事务实现方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

事务简介

    事务管理器:有限状态机
    • 日志管理器
      • CLOG:事务的执行结果 XLOG:undo/redo日志
    • 锁管理器:实现并发控制,读阶段采用MVCC,写阶段采用锁控制实现不同的隔离级别

事务是所有数据库系统的一个基本概念。 一次事务的要点就是它把多个步骤成了一个单一的,不成功则成仁的操作。 其它并发的事务是看不到在这些步骤之间的中间状态的,并且如果发生了一些问题, 导致该事务无法完成,那么所有这些步骤都完全不会影响数据库。PostgreSQL为每条事务创建一个postgre进程,并发执行事务。采用分层的机制执行事务,上层事务块和底层事务。上层事务块是用户眼中的事务,用于控制事务执行的状态;底层事务是事务中的每条语句,可以改变上层事务块的状态。

上层事务块

每个postgre进程只有一个事务块,上层事务块记录着本次事务执行过程中的各个状态。

typedef enum TBlockState
{
  /* not-in-transaction-block states */
  TBLOCK_DEFAULT,       /* idle */
  TBLOCK_STARTED,       /* 执行简单查询事务 */
  /* transaction block states */
  TBLOCK_BEGIN,        /* 遇见事务开始BEGIN */
  TBLOCK_INPROGRESS,     /* 事务正在执行中 */
  TBLOCK_PARALLEL_INPROGRESS, /* live transaction inside parallel worker */
  TBLOCK_END,         /* 遇见事务结束COMMIT/END的时候设置 */
  TBLOCK_ABORT,        /* 事务出错,等待ROLLBACK */
  TBLOCK_ABORT_END,      /* 事务出错,收到ROLLBACK */
  TBLOCK_ABORT_PENDING,    /* 事务处理中,接收到ROLLBACK */
  TBLOCK_PREPARE,       /* 事务处理中,收到PREPARE(分布式事务) */
  /* subtransaction states */
  TBLOCK_SUBBEGIN,      /* starting a subtransaction */
  TBLOCK_SUBINPROGRESS,    /* live subtransaction */
  TBLOCK_SUBRELEASE,     /* RELEASE received */
  TBLOCK_SUBCOMMIT,      /* COMMIT received while TBLOCK_SUBINPROGRESS */
  TBLOCK_SUBABORT,      /* failed subxact, awaiting ROLLBACK */
  TBLOCK_SUBABORT_END,    /* failed subxact, ROLLBACK received */
  TBLOCK_SUBABORT_PENDING,  /* live subxact, ROLLBACK received */
  TBLOCK_SUBRESTART,     /* live subxact, ROLLBACK TO received */
  TBLOCK_SUBABORT_RESTART   /* failed subxact, ROLLBACK TO received */
} TBlockState;

常见的事务块状态转换图

 

    startTransactionCommand:事务块中每条语句执行前都会调用。 commitTransactionCommand:事务块中每条语句执行结束都会调用 abortCurrentTransaction:事务块中语句执行错误,在调用点调用 BeginTransactionBlock:遇见BEGIN命令调用,状态变为TBLOCK_BEGIN EndTransactionBlock:遇见END调用,可能成功提交,也可能回滚 AbortTransactionBlock:遇见ABORT指令调用

底层事务

底层事务是需要执行的每条命令,负责处理资源和锁的获取和释放,信号的处理,日志记录等等

typedef enum TransState
{
  TRANS_DEFAULT,       /* idle */
  TRANS_START,        /* transaction starting */
  TRANS_INPROGRESS,      /* inside a valid transaction */
  TRANS_COMMIT,        /* commit in progress */
  TRANS_ABORT,        /* abort in progress */
  TRANS_PREPARE        /* prepare in progress */
} TransState;

主要有四个函数:

    StartTransaction:由BEGIN的startTransactionCommand调用,调用结束后事务块状态为TBLOCK_STARTED CommitTransaction:由END的commitTransactionCommand调用,提交事务 AbortTransaction和CleanupTransaction:释放资源,恢复默认状态

分布式事务

PostgreSQL提供了分布式事务中的,两阶段提交的接口

并发控制

PostgreSQL采用MVCC的方式进行并发控制,每个事务看到的是一段时间前的数据快照。同时,MVCC并不能够解决所有问题,所以也提供了行级和表级的锁。

标准的事务隔离级别有4个,而PostgreSQL只实现了读已提交和可串行化。

PostgreSQL实现了8种锁(可怕)

 

太多了,就记住几个吧。

    行共享锁:select for update/for share 表共享锁:select 行排他锁:insert/update/delete 表排他锁:drop

加锁的对象

    • 表锁 会话锁 扩展锁:新增表空间
    页:对索引页面 元组: 事务:

死锁处理

 

    postgresql检测出最后一个等待的杀掉,oracle是第一个等待的杀掉 死锁检测算法(等待图)

MVCC

关键词:

    基于事务ID 行级多版本 无回滚段,行内存储
    • 一次UPDATE,产生记录两个版本 两个版本都存在页面内部
typedef struct HeapTupleFields
{
  TransactionId t_xmin;    /* Insert,Update事务 */
  TransactionId t_xmax;    /* Delete,Update,Row Locks事务ID */
  union
  {
    CommandId  t_cid;   /* 操作ID */
    TransactionId t_xvac;  /* old-style VACUUM FULL xact ID */
  }      t_field3;
} HeapTupleFields;

cmin:插入该元组的命令在插入事务中的命令标识(从0开始累加)
cmax:删除该元组的命令在插入事务中的命令标识(从0开始累加)
ctid:相当于rowid , <数据块ID,偏移量>
XID:事务ID
Xid_snapshot:当前系统中未提交的事务
CLOG:事务状态日志(已提交的日志)

隔离级别

    RC:读已提交
    1. 两个事务可以并发更新同一行 一个事务更新,一个事务删除同一行,删除操作会上锁
    RR:读未提交,其实是snapshot isolation,(冲突状态会回滚) 可串行化:serialize snapshot isolation,比标准可串行化要高,通过加内存中的意向锁实现,不允许预加锁的数据被其他事务变更

数据可见性判断

    记录的头部XID信息比当前事务更早(rr和ssi有这个要求,read commited没有这个要求,读已经提交可以读未来的事务!!) 记录头部的XID信息不在当前的XID_snapshot中,(记录上的事务状态不是未提交的事务) 记录头部的XID信息在CLOG中代表已提交。
    MVCC需要判断该行数据在这个事务中的有效性,可见性,可更新性(需要锁的帮助才能正确执行隔离级别) 判断条件:若xmin等于当前事务ID,则包含所有xmax=0(未被删除)的元组。
    若与xmin相等的事务ID对应的事务已经被提交,则包含所有xmax=0或xmax为当前事务ID的元组。 实现概要
    • 对读不用加锁,对写加锁(只阻塞写),事务结束对比是否冲突

多行数据需要过期版本回收

    页面级:页面访问时回收 表级/系统级: autovacuum; vacuum

日志

    pg_log:数据库活动日志(也就是数据库的操作日志); pg_xlog:事务日志,记录事务的执行过程,redo日志 pg_clog:事务状态日志(pg_clog是pg_xlog的辅助日志),记录事务的结果。

希望本文所述对大家PostgreSQL数据库程序设计有所帮助。

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