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

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

  1. RC:读已提交

    1. 两个事务可以并发更新同一行
    2. 一个事务更新,一个事务删除同一行,删除操作会上锁
  2. RR:读未提交,其实是snapshot isolation,(冲突状态会回滚)
  3. 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

  1. 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!!)
  2. 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)
  3. 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

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

日志

  1. pg_log:数据库活动日志(也就是数据库的操作日志);
  2. pg_xlog:事务日志,记录事务的执行过程,redo日志
  3. 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。

PostgreSQL事务实现的更多相关文章

  1. postgresql事务

    查看更多教程:http://www.gitbook.net/postgresql/2013080567.html pgsql事务与并发控制 事务与并发控制 数据库几大特性: ACID: Atomici ...

  2. Odoo 后端数据库postgreSQL事务级别

    Table of Contents 事务的特性 并行事务的问题 事务隔离级别 Odoo事务隔离级别 odoo事务控制         事务的特性 事务4个特性,简写未ACID 原子性(Atomicit ...

  3. PostgreSQL 事务管理的MVCC

    PostgreSQL的并发控制机制同时实现了多版本控制MVCC协议和两阶段封锁协议.实际采用哪种协议取决于所执行的语句类型. DML语句的并发控制将使用MVCC协议: DDL语句的并发控制基于标准的两 ...

  4. postgresql - 事务

    1.事务的使用 begin;//开启关闭自动提交的事务 insert into testtab01 values(0); rollback;//事务回滚 2.SavePoint的使用 begin;// ...

  5. PostgreSQL事务特性之嵌套事务

    嵌套事务的实现是基于SAVEPOINT.ROLLBACK TO SAVEPOINT和RELEASE SAVEPOINT的,也就是设置一个保存点,可以回滚到保存点和释放保存点. 测试表的初始状态如下: ...

  6. PostgreSQL Replication之第二章 理解PostgreSQL的事务日志(5)

    2.5 XLOG的内部结构 我们将使用事务贯穿本书,并让您在技术层面上更深地洞察事情是如果工作的,我们已经增加了这部分专门处理XLOG的内部工作机制.我们会尽量避免前往下降到C级,因为这将超出本书的范 ...

  7. PostgreSQL Replication之第二章 理解PostgreSQL的事务日志(3)

    2.3 理解一致性和数据丢失 挖掘PostgreSQL事务日志而不考虑一致性是不可能的.在本章的第一部分,我们已经大体上解释了事务日志的基本思想.您已经知道,无需事先的日志改变的能力,使数据处于一种好 ...

  8. PostgreSQL Replication之第二章 理解PostgreSQL的事务日志(2)

    2.2 XLOG和复制 在本章中,您已经了解到PostgreSQL的事务日志已经对数据库做了所有的更改.事务日志本身被打包为易用的16MB段. 使用这种更改集来复制数据的想法是不牵强的.事实上,这是在 ...

  9. PostgreSQL的9.4已经发布(译)

    http://www.postgresql.org/about/news/1557/ 2014年12月18日,PostgreSQL全球开发小组发布PostgreSQL9.4,PostgresQL是世界 ...

随机推荐

  1. 在WIN10上安装ESXI-Comstomer (转自技术社区)

    I recently required the use of ESXi Customizer to integrate some NIC drivers into my ESXi 5.5 ISO. H ...

  2. 记一次Django报错Reverse for 'indextwo' with no arguments not found. 1 pattern(s) tried: ['$index/$']

    启动python manage.py runserver 打开127.0.0.1:8000,报错信息如下: Reverse for 'indextwo' with no arguments not f ...

  3. OSI网络七层协议+火了火了火

    因为部门新进了一台价值百万的网络测试设备,所以有太大的必要了解有关网络相关的基础知识了. 网络七层协议OSI(open system interconnection)从上到下依次为:应用层.表示层.会 ...

  4. linux学习第七天 (Linux就该这么学)

    今天讲了chmod (权限 设置)和 chown(属性 设置),特殊权限:SUID u+s 数字法是4  x=s  - = S,SGID g+s 数字法是2 x=s -=S,SBIT o+t  x=t ...

  5. Java:ConcurrentHashMap

    ConcurrentHashMap的目的 多线程环境下,使用Hashmap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所以在并发情况下不能使用HashMap.虽然已经有一个线程安全的Ha ...

  6. HashMap、HashTable

    HashMap 初始长度:1>>4   2^4=16 最大长度:1>>30   2^30 扩容时机:容量 >= 0.75f 扩容倍数:2倍 1.K可以为null 2.pu ...

  7. Django开启国际化的支持

    基础环境介绍 IDE我用的pycharm Python 3.6.0 (v3.6.0:41df79263a11, Dec 22 2016, 17:23:13) [GCC 4.2.1 (Apple Inc ...

  8. 关于SGA中的granule size

    1.什么是granule? granule直译为颗粒,ORACLE为SGA 中的组件(eg:log buffer/db buffer/large pool等)分配的最小单元为一个granule. 所以 ...

  9. 基于ε-NFA的正则表达式引擎

    正则表达式几乎每个程序员都会用到,对于这么常见的一个语言,有没有想过怎么去实现一个呢?乍一想,也许觉得困难,实际上实现一个正则表达式的引擎并没有想像中的复杂,<编译原理>一书中有一章专门讲 ...

  10. redis 缓存

    本篇博客只介绍 redis 作为缓存的的一些使用,以及在项目中如何把redis和spring如何集成. 1:redis的maven依赖,redis 依赖   spring-redis 依赖: < ...