原創(chuàng)： Aken DB印象
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文章作為DB的學(xué)習(xí)體會(huì)，若有錯(cuò)誤歡迎指導(dǎo)。

一、環(huán)境介紹

操作系統(tǒng)：CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) DB版本：PostgreSQL -11.5 on x86_64-pc-linux-gnu

二、問題描述

同一個(gè)實(shí)例運(yùn)行的3個(gè)session，在T2時(shí)刻session 1向表table01插入一行數(shù)據(jù)之后，session 2和session 3兩個(gè)會(huì)話執(zhí)行相同的SQL查詢的結(jié)果不一樣。如下：

上圖中，session 2查到的是2行記錄，session 3卻只有1條記錄。為什么session 2能看到session 1新插入的記錄，而session 3卻看不到呢？這種情況是在什么場景下發(fā)生的呢？

三、相關(guān)理論知識(shí)回顧

如果有熟悉事務(wù)隔離級(jí)別的朋友可能已經(jīng)想到大概的原因。關(guān)于事務(wù)的隔離級(jí)別的介紹，有興趣的可以查看上一篇文章。

PostgreSQL的事務(wù)隔離級(jí)別介紹及更改

在說明原因之前，這里先介紹一下PostgreSQL中取名為“transaction snapshot”這個(gè)東西，即事務(wù)快照。

至于什么是事務(wù)快照，以及為什么需要事務(wù)快照，我在官方文檔中暫時(shí)沒有看到具體的描述。

下面是個(gè)人的理解，不代表官方：

平時(shí)我們執(zhí)行SQL數(shù)據(jù)讀取的時(shí)候，實(shí)際上讀取的是一種狀態(tài)數(shù)據(jù)，transaction snapshot本義上指是某個(gè)時(shí)刻事務(wù)的快照，實(shí)質(zhì)代表的是具體時(shí)刻具體事務(wù)下數(shù)據(jù)的狀態(tài)。

既然是狀態(tài)，那么可能就有當(dāng)前狀態(tài)、上一個(gè)狀態(tài)、下一個(gè)狀態(tài)一說。數(shù)據(jù)庫中所說的事務(wù)可看作是將數(shù)據(jù)從上一個(gè)狀態(tài)進(jìn)入到另一個(gè)狀態(tài)的單位。

這是數(shù)據(jù)庫中的“詞典”，理解起來比較干澀，我們可以對(duì)應(yīng)到人類詞典中比較容易理解的三個(gè)階段：過去的、當(dāng)前的、未來的。

所以，我對(duì)事務(wù)快照的理解為三個(gè)階段：一個(gè)transaction snapshot將事務(wù)劃分為過去的、當(dāng)前的、未來的三個(gè)區(qū)域。

比較友好的是，PostgreSQL官方給我們提供了一個(gè)獲取事務(wù)快照的函數(shù)：txid_current_snapshot。下面是官網(wǎng)對(duì)txid_current_snapshot函數(shù)輸出結(jié)果的原文解析：

Table 9.75. Snapshot Components for PostgreSQL-12

詳細(xì)介紹見：https://www.postgresql.org/docs/current/functions-info.html

• xmin，當(dāng)前處于active狀態(tài)的最小事務(wù)編號(hào)；
• xmax，未來產(chǎn)生的事務(wù)中，第一個(gè)將被分配的事務(wù)編號(hào)；
• xip_list,當(dāng)前處于active 狀態(tài)的事務(wù)列表(包括in progress和future狀態(tài)的事務(wù))，其余為inactive。

如下，查看當(dāng)前時(shí)刻事務(wù)快照：

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot();txid_current_snapshot-----------------------639:642:639,641 <<

• 1.xmin=639,表示當(dāng)前時(shí)刻快照中最小的是639這個(gè)事務(wù)。小于該編號(hào)的事務(wù)都已經(jīng)終止(提交、回滾或異常終止)，這些事務(wù)屬于“過去的”范圍區(qū)域。
• 2.xmax=642,表示將來新事務(wù)產(chǎn)生時(shí)分配到的第一個(gè)事務(wù)編號(hào)txid，大于等于642的事務(wù)未產(chǎn)生，屬于“將來的”范圍區(qū)域。
• 3.xip_list=(639,641)，表示該快照時(shí)刻639和641這兩個(gè)事務(wù)正處于active狀態(tài)，屬于“當(dāng)前的”范圍區(qū)域。

畫成圖就是下面這個(gè)樣子：

transaction snapshot examples

四、原因分析

在PostgreSQL中，提交讀(或者叫讀提交)read committed事務(wù)隔離級(jí)別下，session中同一事務(wù)的每條SQL執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)自動(dòng)去讀取當(dāng)前時(shí)刻的事務(wù)快照；而在repeatable read級(jí)別下，session中同一事務(wù)只會(huì)在事務(wù)開始的第一個(gè)SQL獲取一次事務(wù)快照。

因?yàn)閞ead committed級(jí)別下，同一事務(wù)中不同時(shí)刻的SQL獲取的快照可能不一樣，因此讀到的數(shù)據(jù)可能會(huì)不一樣。

而repeatable read在整個(gè)事務(wù)周期只獲取一次事務(wù)快照，所以同一事務(wù)內(nèi)所有SQL使用的快照都是一致的，因此可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)讀，規(guī)避了幻讀的產(chǎn)生。

pg默認(rèn)的事務(wù)隔離級(jí)別transaction isolation為read committed。這是上面文章開頭session 2中read committed事務(wù)級(jí)別下產(chǎn)生幻讀的原因，也是session 3中repeatable read可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)讀的原因。

請(qǐng)?jiān)徫以谖恼麻_頭故意將會(huì)話的事務(wù)隔離級(jí)別忽略，目的是為了引導(dǎo)大家可以一起思考。

說到這里，MySQL的朋友可能覺得PostgreSQL中transaction snapshot和MySQL中的一致性視圖Read view有點(diǎn)像。

所以，對(duì)于文章開頭的問題：

• 1.對(duì)于session 2和session 3的結(jié)果來說，上述的問題并非因?yàn)閿?shù)據(jù)的不一致，而是因?yàn)椴煌氖聞?wù)隔離級(jí)別讀取的結(jié)果有所區(qū)別。
• 2.對(duì)于session 2來說，在同一個(gè)事務(wù)里面執(zhí)行相同的查詢語句前后得到的結(jié)果不一致，這種情況叫幻讀。

什么是幻讀? 下面是官方的原文解析：

phantom read

A transaction re-executes a query returning a set of rows that satisfy a search condition and finds that the set of rows satisfying the condition has changed due to another recently-committed transaction.

大概意思指：

在一個(gè)事務(wù)中相同的SQL查詢條件前后讀取到的結(jié)果不一致，原因是后者讀取到了其他事務(wù)中新提交的數(shù)據(jù)。

這個(gè)問題其實(shí)在PostgreSQL-12官方文檔中有所提示，pg中repeatable read隔離級(jí)別下是不會(huì)出現(xiàn)幻讀的。如下圖標(biāo)紅處所示：

PostgreSQL-12事務(wù)隔離級(jí)別

為什么在PostgreSQL中的repeatable read下是Allowed,but not in PG呢？

這正是因?yàn)槭聞?wù)快照的作用。下面將文章開始時(shí)的例子進(jìn)行充分的演示。

五、場景演示：提交讀、可重復(fù)讀事務(wù)快照對(duì)比

下面針對(duì)read committed和repeatable read兩種事務(wù)隔離模式下的事務(wù)快照進(jìn)行對(duì)比測試，例子如下：

1.T0時(shí)間段：

session 1在默認(rèn)情況下開啟事務(wù)，txid=666。

session 2在read committed隔離模式下開啟事務(wù)，txid=674；

session 3在可重復(fù)讀repeatable read隔離模式下開啟事務(wù)，txid=675；

session 4開啟事務(wù)txid=676(略)。

1)事務(wù)開始前table01中只有一行記錄：tuple 1

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select * from table01; id | name----+-------- 1 | aken01(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

2)session 1在默認(rèn)提交讀模式下開啟事務(wù)，事務(wù)編號(hào)txid=666。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#begin;BEGIN(postgres@[local]:5432)[akendb01]#show default_transaction_isolation; default_transaction_isolation------------------------------- read committed(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current(); txid_current-------------- 666(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

3)session 2:在提交讀隔離級(jí)別下開啟事務(wù)，事務(wù)編號(hào)txid=674。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#start transaction isolation level read committed;START TRANSACTION(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current(); txid_current-------------- 674(1 row)

4)session 3:在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下開啟事務(wù)，事務(wù)編號(hào)txid=675

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#start transaction isolation level repeatable read;START TRANSACTION(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current(); txid_current-------------- 675(1 row)

5)session 4:分配一個(gè)事務(wù)txid=676

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current(); txid_current-------------- 676(1 row)

2.T1時(shí)刻，session 1、2、3獲取當(dāng)前事務(wù)快照，并讀取table01的記錄。

1)session 1：讀取到的事務(wù)快照為'666:676:674,675'，讀取表的記錄數(shù)為1行。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot(); txid_current_snapshot-----------------------666:676:674,675 <<< 實(shí)際上txid=676在session 4已經(jīng)分配，這個(gè)和官網(wǎng)將xmax解析為將來產(chǎn)生的第一個(gè)事務(wù)有矛盾，pg獲取事務(wù)快照時(shí)最后一個(gè)txid是否會(huì)滯后？(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select * from table01;id | name----+--------1 | aken01(1 rows)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

2)session 2：讀取到的事務(wù)快照為'666:676:666,675'，讀取表的記錄數(shù)為1行。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot(); txid_current_snapshot----------------------- 666:676:666,675(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select * from table01;id | name----+--------1 | aken01(1 rows)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

3)session 3：讀取到的事務(wù)快照為'666:676:666,674'，讀取表的記錄數(shù)為1行。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot(); txid_current_snapshot----------------------- 666:676:666,674(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select * from table01;id | name----+--------1 | aken01(1 rows)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

3.T2時(shí)刻，session 1往table01插入一行記錄并commit提交，session 1、2、3讀取table01的記錄。

1)session 1在事務(wù)txid=666中獲取的事務(wù)快照為'674:676:674,675'，查看結(jié)果中可以看到自己新插入的tuple 2。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#insert into table01 values(2,'aken02');INSERT 0 1(postgres@[local]:5432)[akendb01]#commit；COMMITTED(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot();txid_current_snapshot-----------------------674:676:674,675 <<< 事務(wù)666已提交，session 1事務(wù)快照改變，xmin=674(1 row)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select * from table01;id | name----+--------1 | aken012 | aken02(2 rows)(postgres@[local]:5432)[akendb01]#

2)session 2:

session 2在事務(wù)txid=674中獲取到的快照為'674:676:675'和T1時(shí)刻不同，能看到事務(wù)txid=666新插入的tuple 2，產(chǎn)生幻讀。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot();txid_current_snapshot-----------------------674:676:675 <<< session 1的事務(wù)666

3)session 3：

session 3在事務(wù)txid=675中獲取的事務(wù)快照依舊為'666:676:666,674'，和T1時(shí)刻的保持一致，看不到事務(wù)txid=666新插入的tuple 2，無幻讀產(chǎn)生。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot();txid_current_snapshot-----------------------666:676:666,674 <<

4.T3時(shí)間段

session 2、session 3事務(wù)結(jié)束，session 1、2、3讀取到的事務(wù)快照都為“676:676:”，且查詢結(jié)果相同。

(postgres@[local]:5432)[akendb01]#select txid_current_snapshot();txid_current_snapshot-----------------------676:676: <<

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的postgresql 插入 时间戳_数据也玩躲猫猫？PostgreSQL中别人提交的数据，我为什么看不到？...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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