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Postgresql源码（100）Portal与事务的关系（顶层事务与子事务）

源码 事务
2023-03-07 09:41:38 时间

1 总结

  • portal与事务有强绑定的关系，由portal->createSubid变量记录关联关系。如果为1表示顶层事务，关联的是子事务。
  • 不论是顶层事务还是子事务，提交、回滚时只会处理自己创建出来的portal。
    • 顶层事务会清理非活跃状态的Portal，如果Portal是活跃的会保留内存。
    • 子事务直接释放portal，无论是否活跃。
  • PLpgSQL中的提交回滚，有较大限制：
    • PLpgSQL中的提交或回滚，如果call proc在事务块中，直接失败。
    • PLpgSQL中的提交或回滚，如果pl带exception，直接失败。
    • 原因是，pl中的提交或回滚不能再子事务、或事务块内，要实现的话比较复杂，需要对齐SPI与子事务、portal与子事务、exprcontext与子事务等等。
  • 子事务ID只增不减，可能有空隙存在，参考PushTransaction的currentSubTransactionId。

2 提交

2.1 顶层事务提交：PreCommit_Portals与子事务提交AtSubCommit_Portals

实例

CREATE  OR REPLACE PROCEDURE tproc1() 
AS $$
DECLARE
    curs1 refcursor;                       
    curs2 CURSOR FOR SELECT c1 FROM tf1;
    curs3 CURSOR (key integer) FOR SELECT * FROM tf1 WHERE c1 > key;
    
    x int;
    y tf1%ROWTYPE;
BEGIN
    open curs1 FOR SELECT * FROM tf1 WHERE c1 > 3;
    fetch curs1 into y; RAISE NOTICE 'curs1 : %', y.c3;
    fetch curs1 into y; RAISE NOTICE 'curs1 : %', y.c3;
    
    open curs2;
    fetch curs2 into x; RAISE NOTICE 'curs2 : %', x;
    fetch curs2 into x; RAISE NOTICE 'curs2 : %', x;
    
    OPEN curs3(4);  -- OPEN curs3(key := 4);
    fetch curs3 into y; RAISE NOTICE 'curs3 : %', y.c4;
    fetch curs3 into y; RAISE NOTICE 'curs3 : %', y.c4;
EXCEPTION WHEN others THEN
    RAISE NOTICE 'in caller exception';
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

begin;
savepoint sp1;
savepoint sp2;
call tproc1();
commit;

（1）第一次子事务提交：EXCEPTION子事务提交AtSubCommit_Portals（subid=4）

发生在call tproc1();执行完毕。

exec_stmt_block
  ReleaseCurrentSubTransaction
    CommitSubTransaction
      AtSubCommit_Portals

当前事务堆栈：

CurrentTransactionState->subTransactionId
[1,      2,          3,              4]
 |       |           |               |
top      savepoint   savepoint       exception

由于call进入SPI，当前SPI堆栈只有一层，对应到3号子事务上，因为是在3号子事务的背景下执行的CALL。_SPI_stack[0] = {connectSubid = 3}

AtSubCommit_Portals(mySubid=4) 开始处理portal：

portal1 = {          // 游标 mySubid = 4 ，当前游标的portal被继承给parent portal
  name = "<unnamed portal 17>", 
  createSubid = 4,   // AtSubCommit_Portals 4-->3
  activeSubid = 4,
  createLevel = 4,   
  sourceText = "SELECT c1 FROM tf1",
  commandTag = CMDTAG_SELECT,
  strategy = PORTAL_ONE_SELECT}

… 三个游标的portal都是类似上面处理的。特殊的是顶层portal。不属于当前要释放的子事务4，不处理。

portal1 = {          // 顶层 mySubid = 3 ，当前不处理
  name = "", 
  createSubid = 3, 
  activeSubid = 3, 
  createLevel = 3,   
  sourceText = "call tproc1();",
  commandTag = CMDTAG_CALL,
  strategy = PORTAL_MULTI_QUERY}

（2）第二次子事务提交：savepoint子事务提交AtSubCommit_Portals（subid=3）

发生在commit。

exec_simple_query
  finish_xact_command
    CommitTransactionCommand
      CommitSubTransaction
        AtSubCommit_Portals

当前事务堆栈：

CurrentTransactionState->subTransactionId
[1,      2,          3]
 |       |           |
top      savepoint   savepoint

AtSubCommit_Portals(mySubid=3)开始处理portal：

portal1 = {          // 游标 mySubid = 4 ，当前游标的portal被继承给parent portal
  name = "<unnamed portal 17>", 
  createSubid = 2,   // AtSubCommit_Portals 3-->2
  activeSubid = 2,   // AtSubCommit_Portals 3
  createLevel = 2,   // AtSubCommit_Portals 3-->2
  sourceText = "SELECT c1 FROM tf1",
  commandTag = CMDTAG_SELECT,
  strategy = PORTAL_ONE_SELECT}

当前堆栈Portal已经被drop了。现在PortalHashTable里面只有三个游标的Portal。

（3）第三次子事务提交：savepoint子事务提交（subid=2）

同上。

（4）顶层事务提交（subid=1）PreCommit_Portals

发生在commit。

exec_simple_query
  finish_xact_command
    CommitTransactionCommand
      CommitTransaction
        PreCommit_Portals

提交时发现3个portal，只剩游标的3个portal了。

调用PortalDrop全部释放掉。

PreCommit_Portals函数需要关注的就是，普通portal都会被drop掉。特殊保留的是hold cursor即循环语句使用的内部自建游标，还有一种就是vacuum等多事务语句。

3 回滚

3.1 顶层事务清理：AtAbort_Portals

调用位置

AbortTransaction → AtAbort_Portals

调用一次即可，用户清理顶层事务。

清理逻辑

  1. 遍历PortalHashTable，拿到所有CreatePortal创建出来的Portal（两种：执行器的portal和游标的portal）
  2. 标记portal状态failed，标记failed的内存会被释放掉。
    1. 情况一：elog FATAL 主动标记failed
    2. 情况二：状态是PORTAL_READY的portal
  3. 跳过一些portal，不处理。
    1. 情况一：createSubid=0 前一个事务的portal，不属于自己（!=1）。
    2. 情况二：portal->autoHeld == true 专门用于循环的游标（不是用户创建的，PL自用的）。

3.2 子事务清理：AtSubAbort_Portals

调用位置

AbortSubTransaction → AtSubAbort_Portals

有两种调用场景：

  1. 事务块内一次性rollback，递归多次AtSubAbort_Portals，提交所有子事务。
  2. 回滚到某一个检查点，递归指定次数AtSubAbort_Portals，只提交指定的几个子事务。

清理逻辑

  1. 遍历PortalHashTable，拿到所有CreatePortal创建出来的Portal（两种：执行器的portal和游标的portal）
  2. 判断创建归属：
    • 如果当前清理的子事务 与 portal的createSubid匹配，直接清理PORTAL_READY和PORTAL_ACTIVE状态的，包括删除内存。
    • 如果当前清理的子事务 与 portal的createSubid不匹配：
      • 判断使用归属，如果当前清理的子事务 与 portal的activeSubid匹配，说明不是当前子事务创建的，但是被当前子事务使用了，指标记failed但不做清理，不删除内存。

4 PushTransaction与PopTransaction函数

  • 启动子事务时需要将当前事务入栈，CurrentTransactionState换成子事务的。
  • 子事务和父事务由parent连接。
  • 修改这部分代码需要注意一次弹出多个事务时，currentSubTransactionId有没有正确维护。
static void
PushTransaction(void)
{
	TransactionState p = CurrentTransactionState;
	TransactionState s;

	s = (TransactionState)
		MemoryContextAllocZero(TopTransactionContext,
							   sizeof(TransactionStateData));

注意currentSubTransactionId直增不减。pop时也不减少。

	currentSubTransactionId += 1;
	if (currentSubTransactionId == InvalidSubTransactionId)
	{
		currentSubTransactionId -= 1;
		pfree(s);
		ereport(ERROR,
				(errcode(ERRCODE_PROGRAM_LIMIT_EXCEEDED),
				 errmsg("cannot have more than 2^32-1 subtransactions in a transaction")));
	}

	/*
	 * We can now stack a minimally valid subtransaction without fear of
	 * failure.
	 */
	s->fullTransactionId = InvalidFullTransactionId;	/* until assigned */
	s->subTransactionId = currentSubTransactionId;
	s->parent = p;
	s->nestingLevel = p->nestingLevel + 1;
	s->gucNestLevel = NewGUCNestLevel();
	s->savepointLevel = p->savepointLevel;
	s->state = TRANS_DEFAULT;
	s->blockState = TBLOCK_SUBBEGIN;
	GetUserIdAndSecContext(&s->prevUser, &s->prevSecContext);
	s->prevXactReadOnly = XactReadOnly;
	s->parallelModeLevel = 0;
	s->topXidLogged = false;

	CurrentTransactionState = s;


}

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