• pgsql中的行锁


    pgsql中的行锁

    前言

    日常的工作中,对于同一个资源的操作,有时候我们难免要加上锁,以防止在操作中被别的进程给删除或者更改掉了,那么更多还是行级锁,那么我们就来探究下。

    用户可见的锁

    从系统视图pg_locks中可见

    用户可见的锁,用户自己能够主动调用的,可以在pg_locks中看到是否grant的锁。包括regular lock和咨询锁。

    regular Lock

    regular lock分为表级别和行级别两种。

    行级别

    通过一些数据库操作自动获得一些行锁,行锁并不阻塞数据查询,只阻塞writes和locker,比如如下操作。

    FOR UPDATE
    FOR NO KEY UPFATE
    FOR SHARE
    FOR KEY SHARE
    

    FOR UPDATE

    FOR UPDATE锁可以使得SELECT语句获取行级锁,用于更新数据。锁定该行可以防止该行在本次的操作过程中,被其他的事务获取锁或者进行更改删除操作。就是说其他事务的操作会被阻塞直到当前事务结束;同样的,SELECT FOR UPDATE命令会等待直
    到前一个事务结束。即尝试 UPDATE、DELETE、SELECT FOR UPDATE、SELECT FOR NO KEY UPDATE、SELECT FOR SHARE 或 SELECT FOR KEY SHARE 的其他事务将被阻塞。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。当前UPDATE情况中被考虑的列集合是那些具有能用于外键的唯一索引的列(所以部分索引和表达式索引不被考虑),但是这种要求未来有可能会改变。

    FOR NO KEY UPDATE

    和FOR UPDATE命令类似,但是对于获取锁的要求更加宽松一些,在同一行中不会阻塞SELECT FOR KEY SHARE命令。同样在UPDATE命令的时候如果没有获取到FOR UPDATE锁的情况下会获取到该锁。

    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。

    测试下加锁之后的数据可见性

    create table test_lock
    (
        id   serial not null,
        name text   not null
    );
    
    alter table test_lock
        owner to postgres;
    
    create unique index test_lock_id_uindex
        on test_lock (id);
    
    INSERT INTO public.test_lock (id, name) VALUES (1, '小明');
    INSERT INTO public.test_lock (id, name) VALUES (2, '小白');
    

    加锁测试(FOR UPDATE)

    查询1

    /*查询事务1*/
    begin;
    select *
    from test_lock
    where id = 1
    for update
    

    查询2

    /*查询事务2*/
    begin;
    select *
    from test_lock
    where id = 1
    for update
    

    当事务1在查询中锁住资源的时候,事务2就一直查不到数据,等待事务1提交

    查询1事务提交

    commit
    

    事务2的查询马上结束等待,查询出当前的数据

    别忘了事务2的commit提交

    加锁测试(FOR UPDATE,UPDATE)

    UPDATE和DELETE,操作也是带锁的,测试下和FOR UPDATE的阻塞情况
    查询1

    /*查询事务1*/
    begin;
    update test_lock set name='mignming' where id=1
    

    查询2

    /*查询事务2*/
    begin;
    select *
    from test_lock
    where id = 1
    for update
    

    发现SELECT FOR UPDATE被阻塞了

    提交查询1,update的事务

    commit
    

    然后查询2结束阻塞,获取到了事务1更新的数据

    别忘了事务2的commit提交

    命令说明

    begin;--开启事务
    
    begin transaction;--开启事务
    
    commit;--提交
    
    rollback;--回滚
    
    set lock_timeout=5000;--设置超时时间
    

    需要注意的点

    连表查询加锁时,不支持单边连接形式,例如:

    select u.*,r.* from db_user u left join db_role r on u.roleid=r.id for update;
    

    支持以下形式,并锁住了两个表中关联的数据:

    select u.*,r.* from db_user u, db_role r where u.roleid=r.id for update;
    

    举个栗子

    有一个分类表category,有一个文档表document。一个分类对应多个文档,删除分类的时候有一个限制,分类下面必须没有文档才能删除。这时候删除可能出现这样的场景,当删除分类的时候,后面新建了一个文档,两事务并行,根据pgsql默认的事务隔离级别,读已提交。新建文档,通过分类id获取到的分类信息,是进行分类删除之前的信息,也就是查询到这个分类存在。当两个事物一起执行了,有可能出现新建的文档的分类id不存在的情况。那就出现了脏数据了。

    如何解决呢?

    首先想到的肯定是加锁了。

    如果一个资源加锁了,后面的操作必须要等到前面资源操作结束才能获取到资源信息。

    这是pgsq文档对读已提交隔离中行锁的查询描述,需要注意的是UPDATE,DELETE也是会锁住资源的

    UPDATE、DELETE、SELECT FOR UPDATE和SELECT FOR SHARE命令在搜索目标行时的行为和SELECT一样: 它们将只找到在命令开始时已经被提交的行。 不过,在被找到时,这样的目标行可能已经被其它并发事务更新(或删除或锁住)。在这种情况下, 即将进行的更新将等待第一个更新事务提交或者回滚(如果它还在进行中)。 如果第一个更新事务回滚,那么它的作用将被忽略并且第二个事务可以继续更新最初发现的行。 如果第一个更新事务提交,若该行被第一个更新者删除,则第二个更新事务将忽略该行,否则第二个更新者将试图在该行的已被更新的版本上应用它的操作。该命令的搜索条件(WHERE子句)将被重新计算来看该行被更新的版本是否仍然符合搜索条件。如果符合,则第二个更新者使用该行的已更新版本继续其操作。在SELECT FOR UPDATE和SELECT FOR SHARE的情况下,这意味着把该行的已更新版本锁住并返回给客户端。

    所以,解决方法就是在,添加文档的时候对分类id加锁,这样删除分类的锁就和下面查询的锁互斥了,两者必须有个先后执行的顺序,会避免脏数据的产生。

    	WITH lock_document_categories_cte AS (
    		SELECT id
    		FROM document_categories
    		WHERE id = ${categoryId}
    		AND enterprise_id = ${enterpriseId}
    		FOR UPDATE
    	),lock_document_directories_cte AS (
    		SELECT id
    		FROM document_directories
    		WHERE id = ${directoryId}
    		AND enterprise_id = ${enterpriseId}
    		FOR UPDATE
    	)
    	INSERT INTO documents (
    		enterprise_id, directory_id, category_id, code, name, author_id
    	) VALUES (
    		${enterpriseId}, (SELECT * FROM lock_document_directories_cte), (SELECT * FROM lock_document_categories_cte), ${code}, ${name}, ${authorId}
    	)
    	RETURNING id
    

    通过lock_document_categories_cte中的FOR UPDATE,锁住资源,这样就和delete中的锁互斥了。

    总结

    UPDATE、DELETE、SELECT FOR UPDATE和SELECT FOR SHARE。都会对资源加锁。当加锁的资源在被执行的时候。后面的操作,要等前面资源操作执行完成才能进行操作, 即将进行的更新将等待第一个更新事务提交或者回滚(如果它还在进行中)。 如果第一个更新事务回滚,那么它的作用将被忽略并且第二个事务可以继续更新最初发现的行。 如果第一个更新事务提交,若该行被第一个更新者删除,则第二个更新事务将忽略该行,否则第二个更新者将试图在该行的已被更新的版本上应用它的操作。该命令的搜索条件(WHERE子句)将被重新计算来看该行被更新的版本是否仍然符合搜索条件。如果符合,则第二个更新者使用该行的已更新版本继续其操作。在SELECT FOR UPDATE和SELECT FOR SHARE的情况下,这意味着把该行的已更新版本锁住并返回给客户端。

    参考

    【Postgresql锁机制(表锁和行锁)】https://blog.csdn.net/turbo_zone/article/details/84036511
    【postgresql行级锁for update测试】https://blog.csdn.net/shuoyu816/article/details/80086810
    【PostgreSQL 锁解密 】https://www.oschina.net/translate/postgresql-locking-revealed
    【显式锁定】http://postgres.cn/docs/11/explicit-locking.html

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