如何管理并发写入操作？带你快速上手

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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管理并发写入操作目录：

事务隔离说明
写入和读写操作
并发写入事务的潜在锁死情况
并发写入实例

一、事务隔离说明

openGauss基于MVCC（多版本并发控制）并结合两阶段锁的方式进行事务管理，其特点是读写之间不阻塞。SELECT是纯读操作，UPDATE和DELETE是读写操作。

读写操作和纯读操作之间并不会发生冲突，读写操作之间也不会发生冲突。每个并发事务在事务开始时创建事务快照，并发事务之间不能检测到对方的更改。
- 读已提交隔离级别中，如果事务T1提交后，事务T2就可以看到事务T1更改的结果。
- 可重复读级别中，如果事务T1提交事务前事务T2开始执行，则事务T1提交后，事务T2依旧看不到事务T1更改的结果，保证了一个事务开始后，查询的结果前后一致，不受其他事务的影响。
读写操作，支持的是行级锁，不同的事务可以并发更新同一个表，只有更新同一行时才需等待，后发生的事务会等待先发生的事务提交后，再执行更新操作。
- READ COMMITTED：读已提交隔离级别，事务只能读到已提交的数据而不会读到未提交的数据，这是缺省值。
- REPEATABLE READ：事务只能读到事务开始之前已提交的数据，不能读到未提交的数据以及事务执行期间其它并发事务提交的修改。

二、写入和读写操作

关于写入和读写操作的命令：

INSERT，可向表中插入一行或多行数据。
UPDATE，可修改表中现有数据。
DELETE，可删除表中现有数据。
COPY，导入数据。

INSERT和COPY是纯写入的操作。并发写入操作，需要等待，对同一个表的操作，当事务T1的INSERT或COPY未解除锁定时，事务T2的INSERT或COPY需等待，事务T1解除锁定时，事务T2正常继续。

UPDATE和DELETE是读写操作（先查询出要操作的行）。UPDATE和DELETE执行前需要先查询数据，由于并发事务彼此不可见，所以UPDATE和DELETE操作是读取事务发生前提交的数据的快照。写入操作，是行级锁，当事务T1和事务T2并发更新同一行时，后发生的事务T2会等待，根据设置的等待时长，若超时事务T1未提交则事务T2执行失败；当事务T1和事务T2并发更新的行不同时，事务T1和事务2都会执行成功。

三、并发写入事务的潜在死锁情况

只要事务涉及多个表的或者同一个表相同行的更新时，同时运行的事务就可能在同时尝试写入时变为死锁状态。事务会在提交或回滚时一次性解除其所有锁定，而不会逐一放弃锁定。例如，假设事务T1和T2在大致相同的时间开始：

如果T1开始对表A进行写入且T2开始对表B进行写入，则两个事务均可继续而不会发生冲突；但是，如果T1完成了对表A的写入操作并需要开始对表B进行写入，此时操作的行数正好与T2一致，它将无法继续，因为T2仍保持对表B对应行的锁定，此时T2开始更新表A中与T1相同的行数，此时也将无法继续，产生死锁，在锁等待超时内，前面事务提交释放锁，后面的事务可以继续执行更新，等待时间超时后，事务抛错，有一个事务退出。
如果T1，T2都对表A进行写入，此时T1更新1-5行的数据，T2更新6-10行的数据，两个事务不会发生冲突，但是，如果T1完成后开始对表A的6-10行数据进行更新，T2完成后开始更新1-5行的数据，此时两个事务无法继续，在锁等待超时内，前面事务提交释放锁，后面的事务可以继续执行更新，等待时间超时后，事务抛错，有一个事务退出。

四、并发写入示例

相同表的INSERT和DELETE并发
相同表的并发INSERT
相同表的并发UPDATE
数据导入和查询的并发

本章节以表test为例，分别介绍相同表的INSERT和DELETE并发，相同表的并发INSERT，相同表的并发UPDATE，以及数据导入和查询的并发的执行详情。

CREATE TABLE test(id int, name char(50), address varchar(255));

①相同表的INSERT和DELETE并发

事务T1：

START TRANSACTION;
INSERT INTO test VALUES(1,'test1','test123');
COMMIT;

事务T2：

START TRANSACTION;
DELETE test WHERE NAME='test1';
COMMIT;

场景1：

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后，执行事务T2的DELETE，此时显示DELETE 0，由于事务T1未提交，事务2看不到事务插入的数据；

场景2：

READ COMMITTED级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后，提交事务T1，事务T2再执行DELETE语句时，此时显示DELETE 1，事务T1提交完成后，事务T2可以看到此条数据，可以删除成功。
REPEATABLE READ级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后，提交事务T1，事务T2再执行DELETE语句时，此时显示DELETE 0，事务T1提交完成后，事务T2依旧看不到事务T1的数据，一个事务中前后查询到的数据是一致的。

②相同表的并发INSERT

事务T1：

START TRANSACTION;
INSERT INTO test VALUES(2,'test2','test123');
COMMIT;

事务T2：

START TRANSACTION;
INSERT INTO test VALUES(3,'test3','test123');
COMMIT;

场景1：

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后，执行事务T2的INSERT语句，可以执行成功，读已提交和可重复读隔离级别下，此时在事务T1中执行SELECT语句，看不到事务T2中插入的数据，事务T2中执行查询语句看不到事务T1中插入的数据。

场景2：

READ COMMITTED级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后直接提交，事务T2中执行INSERT语句后执行查询语句，可以看到事务T1中插入的数据。
REPEATABLE READ级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1执行INSERT完成后直接提交，事务T2中执行INSERT语句后执行查询语句，看不到事务T1中插入的数据。

③相同表的并发UPDATE

事务T1：

START TRANSACTION;
UPDATE test SET address='test1234' WHERE name='test1';
COMMIT;

事务T2：

START TRANSACTION;
UPDATE test SET address='test1234' WHERE name='test2';
COMMIT;

事务T3：

START TRANSACTION;
UPDATE test SET address='test1234' WHERE name='test1';
COMMIT;

场景1：

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1开始执行UPDATE，事务T2开始执行UPDATE，事务T1和事务T2都执行成功。更新不同行时，更新操作拿的是行级锁，不会发生冲突，两个事务都可以执行成功。

场景2：

开启事务T1，不提交的同时开启事务T3，事务T1开始执行UPDATE，事务T3开始执行UPDATE，事务T1执行成功，事务T3等待超时后会出错。更新相同行时，事务T1未提交时，未释放锁，导致事务T3执行不成功。

④数据导入和查询的并发

事务T1：

START TRANSACTION;
COPY test FROM '...';
COMMIT;

事务T2：

START TRANSACTION;
SELECT * FROM test;
COMMIT;

场景1：

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1开始执行COPY，事务T2开始执行SELECT，事务T1和事务T2都执行成功。事务T2中查询看不到事务T1新COPY进来的数据。

场景2：

READ COMMITTED级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1开始执行COPY，然后提交，事务T2查询，可以看到事务T1中COPY的数据。
REPEATABLE READ级别

开启事务T1，不提交的同时开启事务T2，事务T1开始执行COPY，然后提交，事务T2 查询，看不到事务T1中COPY的数据。