2018-11-27PostgreSQL显式锁定

PostgreSQL提供了多种锁模式用于控制对表中数据的并发访问。 这些模式可以用于在MVCC无法给出期望行为的情境中由应用控制的锁。 同样,大多数PostgreSQL命令会自动要求恰当的锁以保证被引用的表在命令的执行过程中 不会以一种不兼容的方式删除或修改(例如,TRUNCATE无法安全地与同一表中上的其他操作并发地执行,因此它在表上获得一个排他锁来强制这种行为)。
要检查在一个数据库服务器中当前未解除的锁列表,可以使用pg_locks系统视图。

表级锁

表级锁模式
  • ACCESS SHARE
    只与ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。
    SELECT命令在被引用的表上获得一个这种模式的锁。通常,任何只读取表而不修改它的查询都将获得这种锁模式。
  • ROW SHARE
    与EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。
    SELECT FOR UPDATE和SELECT FOR SHARE命令在目标表上取得一个这种模式的锁 (加上在被引用但没有选择FOR UPDATE/FOR SHARE的任何其他表上的ACCESS SHARE锁)。
  • ROW EXCLUSIVE
    与SHARE、SHARE ROW EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。
    命令UPDATE、DELETE和INSERT在目标表上取得这种锁模式(加上在任何其他被引用表上的ACCESS SHARE锁)。通常,这种锁模式将被任何修改表中数据的命令取得。
  • SHARE UPDATE EXCLUSIVE
    与SHARE UPDATE EXCLUSIVE、SHARE、SHARE ROW EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。这种模式保护一个表不受并发模式改变和VACUUM运行的影响。由VACUUM(不带FULL)、ANALYZE、CREATE INDEX CONCURRENTLY、CREATE STATISTICS和ALTER TABLE VALIDATE以及其他ALTER TABLE的变体获得。
  • SHARE
    与ROW EXCLUSIVE、SHARE UPDATE EXCLUSIVE、SHARE ROW EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。这种模式保护一个表不受并发数据改变的影响。
    由CREATE INDEX(不带CONCURRENTLY)取得。
  • SHARE ROW EXCLUSIVE
    与ROW EXCLUSIVE、SHARE UPDATE EXCLUSIVE、SHARE、SHARE ROW
    EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。这种模式保护一个表不受并发数据修改所影响,并且是自排他的,这样在一个时刻只能有一个会话持有它。
    由CREATE COLLATION、CREATE TRIGGER和很多 ALTER TABLE的很多形式所获得(见 ALTER TABLE)。
  • EXCLUSIVE
    与ROW SHARE、ROW EXCLUSIVE、SHARE UPDATE EXCLUSIVE、SHARE、SHARE ROW EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE锁模式冲突。这种模式只允许并发的ACCESS SHARE锁,即只有来自于表的读操作可以与一个持有该锁模式的事务并行处理。
    由REFRESH MATERIALIZED VIEW CONCURRENTLY获得。
  • ACCESS EXCLUSIVE
    与所有模式的锁冲突(ACCESS SHARE、ROW SHARE、ROW EXCLUSIVE、SHARE UPDATE EXCLUSIVE、SHARE、SHARE ROW EXCLUSIVE、EXCLUSIVE和ACCESS EXCLUSIVE)。这种模式保证持有者是访问该表的唯一事务。
    由ALTER TABLE、DROP TABLE、TRUNCATE、REINDEX、CLUSTER、VACUUM FULL和REFRESH MATERIALIZED VIEW(不带CONCURRENTLY)命令获取。ALTER TABLE的很多形式也在这个层面上获得锁(见ALTER TABLE)。这也是未显式指定模式的LOCK TABLE命令的默认锁模式。
冲突的锁模式
请求的锁模式 ACCESS SHARE ROW SHARE ROW EXCLUSIVE SHARE UPDATE EXCLUSIVE SHARE SHARE ROW EXCLUSIVE EXCLUSIVE ACCESS EXCLUSIVE
ACCESS SHARE - - - - - - - X
ROW SHARE - - - - - - X X
ROW EXCLUSIVE - - - - X X X X
SHARE UPDATE EXCLUSIVE - - - X X X X X
SHARE - - X X X X X X
SHARE ROW EXCLUSIVE - - X X X X X X
EXCLUSIVE - X X X X X X X
ACCESS EXCLUSIVE X X X X X X X X

行级锁

除了表级锁以外,还有行级锁。注意一个事务可能会在相同的行上保持冲突的锁,甚至是在不同的子事务中。但是除此之外,两个事务永远不可能在相同的行上持有冲突的锁。行级锁不影响数据查询,它们只阻塞对同一行的写入者和加锁者。

行级锁模式
  • FOR UPDATE
    FOR UPDATE会导致由SELECT语句检索到的行被锁定,就好像它们要被更新。这可以阻止它们被其他事务锁定、修改或者删除,一直到当前事务结束。也就是说其他尝试UPDATE、DELETE、SELECT FOR UPDATE、SELECT FOR NO KEY UPDATE、SELECT FOR SHARE或者SELECT FOR KEY SHARE这些行的事务将被阻塞,直到当前事务结束。反过来,SELECT FOR UPDATE将等待已经在相同行上运行以上这些命令的并发事务,并且接着锁定并且返回被更新的行(或者没有行,因为行可能已被删除)。不过,在一个REPEATABLE READ或SERIALIZABLE事务中,如果一个要被锁定的行在事务开始后被更改,将会抛出一个错误。
    任何在一行上的DELETE命令也会获得FOR UPDATE锁模式,在某些列上修改值
    的UPDATE也会获得该锁模式。
  • FOR NO KEY UPDATE
    行为与FOR UPDATE类似,不过获得的锁较弱:这种锁将不会阻塞尝试在相同行上获得锁的SELECT FOR KEY SHARE命令。任何不获取FOR UPDATE锁的UPDATE也会获得这种锁模式。
  • FOR SHARE
    行为与FOR NO KEY UPDATE类似,不过它在每个检索到的行上获得一个共享锁而不是排他锁。一个共享锁会阻塞其他事务在这些行上执行UPDATE、DELETE、SELECT FOR UPDATE或者SELECT FOR NO KEY UPDATE,但是它不会阻止它们执行SELECT FOR SHARE或者SELECT FOR KEY SHARE。
  • FOR KEY SHARE
    行为与FOR SHARE类似,不过锁较弱:SELECT FOR UPDATE会被阻塞,但是SELECT FOR NO KEY UPDATE不会被阻塞。一个键共享锁会阻塞其他事务执行修改键值的DELETE或者UPDATE,但不会阻塞其他UPDATE,也不会阻止SELECT FOR NO KEY UPDATE、SELECT FOR SHARE或者SELECT FOR KEY SHARE。

PostgreSQL不会在内存里保存任何关于已修改行的信息,因此对一次锁定的行数没有限制。不过,锁住一行会导致一次磁盘写,例如, SELECT FOR UPDATE将修改选中的行以标记它们被锁住,并且因此会导致磁盘写入。

冲突的行级锁
要求的锁模式 FOR KEY SHARE FOR SHARE FOR NO KEY UPDATE FOR UPDATE
FOR KEY SHARE X
FOR SHARE X X
FOR NO KEY UPDATE X X X
FOR UPDATE X X X X X

页级锁

除了表级别和行级别的锁以外,页面级别的共享/排他锁被用来控制对共享缓冲池中表页面的读/写。 这些锁在行被抓取或者更新后马上被释放。应用开发者通常不需要关心页级锁,我们在这里提到它们只是为了完整。

死锁

显式锁定的使用可能会增加死锁的可能性,死锁是指两个(或多个)事务相互持有对方想要的锁。
例如,如果事务 1 在表 A 上获得一个排他锁,同时试图获取一个在表 B 上的排他锁, 而事务 2 已经持有表 B 的排他锁,同时却正在请求表 A 上的一个排他锁,那么两个事务就都不能进行下去。PostgreSQL能够自动检测到死锁情况 并且会通过中断其中一个事务从而允许其它事务完成来解决这个问题(具体哪个事务会被中 断是很难预测的,而且也不应该依靠这样的预测)。
要注意死锁也可能会作为行级锁的结果而发生(并且因此,它们即使在没有使用显式锁定的情况下也会发生)。考虑如下情况,两个并发事务在修改一个表。第一个事务执行:

UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE acctnum = 11111;

这样就在指定帐号的行上获得了一个行级锁。然后,第二个事务执行:

UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE acctnum = 22222;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE acctnum = 11111;

第一个UPDATE语句成功地在指定行上获得了一个行级锁,因此它成功更新了该行。 但是第
二个UPDATE语句发现它试图更新的行已经被锁住了,因此它等待持有该锁的事务结束。事
务二现在就在等待事务一结束,然后再继续执行。现在,事务一执行:

UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE acctnum = 22222;

事务一试图在指定行上获得一个行级锁,但是它得不到:事务二已经持有了这样的锁。所以
它要等待事务二完成。因此,事务一被事务二阻塞,而事务二也被事务一阻塞:一个死锁。
PostgreSQL将检测这样的情况并中断其中一个事务。

防止死锁的最好方法通常是保证所有使用一个数据库的应用都以一致的顺序在多个对象上获得锁。在上面的例子里,如果两个事务以同样的顺序更新那些行,那么就不会发生死锁。 我们也应该保证一个事务中在一个对象上获得的第一个锁是该对象需要的最严格的锁模式。如果我们无法提前验证这些,那么可以通过重试因死锁而中断的事务来即时处理死锁。
只要没有检测到死锁情况,寻求一个表级或行级锁的事务将无限等待冲突锁被释放。这意味着一个应用长时间保持事务开启不是什么好事(例如等待用户输入)。

咨询锁

  • PostgreSQL提供了一种方法创建由应用定义其含义的锁。这种锁被称为咨询锁,因为系统并不强迫其使用 — 而是由应用来保证其正确的使用。咨询锁可用于 MVCC 模型不适用的锁定策略。例如,咨询锁的一种常用用法是模拟所谓“平面文件”数据管理系统典型的悲观锁策略。虽然一个存储在表中的标志可以被用于相同目的,但咨询锁更快、可以避免表膨胀并且会由服务器在会话结束时自动清理。
  • 有两种方法在PostgreSQL中获取一个咨询锁:在会话级别或在事务级别。一旦在会话级别获得了咨询锁,它将被保持直到被显式释放或会话结束。不同于标准锁请求,会话级咨询锁请求不尊重事务语义:在一个后来被回滚的事务中得到的锁在回滚后仍然被保持,并且同样即使调用它的事务后来失败一个解锁也是有效的。一个锁在它所属的进程中可以被获取多次;对于每一个完成的锁请求必须有一个相应的解锁请求,直至锁被真正释放。在另一方面,事务级锁请求的行为更像普通锁请求:在事务结束时会自动释放它们,并且没有显式的解锁操作。这种行为通常比会话级别的行为更方便,因为它使用一个咨询锁的时间更短。对于同一咨询锁标识符的会话级别和事务级别的锁请求按照期望将彼此阻塞。如果一个会话已经持有了一个给定的咨询锁,由它发出的附加请求将总是成功,即使有其他会话在等待该锁;不管现有的锁和新请求是处在会话级别还是事务级别,这种说法都是真的。
  • 和所有PostgreSQL中的锁一样,当前被任何会话所持有的咨询锁的完整列表可以在pg_locks系统视图中找到
  • 咨询锁和普通锁都被存储在一个共享内存池中,它的尺寸由max_locks_per_transaction和max_connections配置变量定义。 必须当心不要耗尽这些内存,否则服务器将不能再授予任何锁。这对服务器可以授予的咨询锁数量设置了一个上限,根据服务器的配置不同,这个限制通常是数万到数十万。
  • 在使用咨询锁方法的特定情况下,特别是查询中涉及显式排序和LIMIT子句时,由于 SQL 表达式被计算的顺序,必须小心控制锁的获取。例如:
SELECT pg_advisory_lock(id) FROM foo WHERE id = 12345; -- ok
SELECT pg_advisory_lock(id) FROM foo WHERE id > 12345 LIMIT 100; -- danger!
SELECT pg_advisory_lock(q.id) FROM
(
 SELECT id FROM foo WHERE id > 12345 LIMIT 100
) q; -- ok

在上述查询中,第二种形式是危险的,因为不能保证在锁定函数被执行之前应用LIMIT。这
可能导致获得某些应用不期望的锁,并因此在会话结束之前无法释放。 从应用的角度来看,
这样的锁将被挂起,虽然它们仍然在pg_locks中可见。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342