1、引言
Vadim Mikheev表示，PostgreSQL的多版本并发控制（MVCC）是“在多用户环境中提高数据库性能的高级技术”。这种技术要求系统中存在同一数据元组的多个“版本”，由在不同时间段拍摄的快照控制。换言之，在这种技术下，PG负责根据多个参数（如拍摄的快照、当前事务ID等）计算出用户可见的元组数和不可见的元组数。这在PG中也称为可见性检查规则，今天在本博客中，我将讨论可见性检查的基本原则，以便您了解PG如何在内部执行此任务，我希望这对您的开发工作有所帮助。
2、涉及的参数
元组本身，包含：
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xmin（插入此元组的事务ID）
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xmax（如果>0，则删除此元组的事务ID，否则不会删除）
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cid（命令ID）
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hintbit
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全局顶级事务ID（如果可用）
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当前快照，其中还包含xmin、xmax和cid
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提交日志数据（阻塞）
3、流程
3.1检查铰链
可见性过程从检查hintbit开始。如果hintbit的状态为COMMITTED，那么我们可以跳过大多数其他可见性检查规则以提高效率。在提交元组后，PG然后获取该元组的xmin值以检查当前快照，以确保该元组当前没有进行。（正在确定的公式见下文3.3）。此检查是必需的，因为此元组虽然已提交，但此时仍有可能被其他后端进程更新。如果元组当前没有被其他后端处理，它将最终检查其xmax值以确保其无效。无效表示未删除。当上述所有条件均成立时，该元组可视。
若hintbit指示中止，那个么这个元组对用户来说是不可见的。如果hintbit没有值，那么PG应该继续执行其余的可见性检查规则。
3.2检查元组的xmin是否等于全局顶级事务ID
下一个检查涉及取元组的xmin，并与全局顶级事务ID进行比较，以查看它们是否相等。只有当用户使用begin子句手动启动事务时，才会设置此全局顶级事务ID。如果用户没有以这种方式启动事务（没有发出begin子句），则不会设置此全局顶级事务ID，因此将跳过此检查。
如果元组xmin等于全局顶级事务ID，这意味着元组当前正在由当前后端进行，而不是由其他后端进行。这是使用命令ID（cid）确定可见性的地方。在事务块内，发出的每个命令都有一个相关的命令ID，以指示先发出的命令和后发出的命令。例如，如果SELECT在事务中的更新之后出现，则SELECT必须看到由前一个UPDATE子句更新的新元组，并且cid在该确定中起作用。这种行为也受到隔离级别的控制，不幸的是，隔离级别超出了本博客的范围。默认隔离级别为“读取提交”，这使得SELECT可以看到数据因之前的更新而更改；但是，如果隔离设置为可重复读取，则SELECT将不会看到数据因之前的更新而更改。请记住这一点。
如果元组的xmin不等于全局顶级事务ID，那么PG应该继续保持其余的可见性
3.3检查当前快照
下一个检查涉及PG，以检查此元组当前是否正在由其他后端进程进行。这是通过根据此公式将元组的xmin值与当前快照的xmin和xmax值进行比较来实现的。
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元组xmin<快照xmin=未进行
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元组xmin>=快照xmax=正在进行
如果快照认为该元组正在进行中，则当前用户不能看到该元组，因为其他后端仍在处理该元组。如果未考虑此元组，则PG应继续执行其余的可见性检查规则。
3.4检查提交日志（阻塞）
下一个检查涉及PG获取元组的xmin来检查阻塞，以查看该元组是否已提交或中止。CLOG就像一个事务ID数组，每个数组元素存储一个提交状态。PG有一个公式可以将事务ID转换为阻塞块加上偏移量，以精确访问正确的阻塞元素。该阻塞数据结构通过检查点进程定期刷新到磁盘，它位于以下3个目录中：pg\u xact、pg\u multixact和pg\u subtrans。
如果CLOG说给定的元组已提交，那么PG将继续检查元组的xmax值以确保其无效。无效意味着它尚未被删除，因此对用户可见。同时，PG还将此元组的hintbit值更新为COMMITTED，以便在下一次可见性检查中，PG不会再次访问阻塞，这相当昂贵。
如果CLOG说给定的元组已中止或无效，则当前用户看不到该元组。同时，它还将此元组的hintbit值更新为INVALID
总结
根据我的理解，上述过程是PG中非常基本的可见性规则。当然，这里没有提到其他复杂的检查，例如子事务和多事务的参与，但它们确实遵循与今天提到的模式有些类似的模式。我希望这个博客能对你有所帮助。
关于作者
Cary是HighGo Software Canada的高级软件开发人员，在加入HighGo之前，他拥有8年在智能电网和计量领域用C/C++开发创新软件解决方案的行业经验。2012年，他在温哥华英国哥伦比亚大学（University of British Columnbia，UBC）获得电气工程学士学位，在先进网络、网络和数据安全、智能计量创新、Docker部署管理、软件工程生命周期、可扩展性、认证、加密、，PostgreSQL和非关系数据库、web服务、防火墙、嵌入式系统、RTOS、ARM、PKI、Cisco设备、功能和架构设计。
原文标题：Understand PG’s MVCC Visibility Basic Check Rules
原文作者：Cary Huang
原文链接：https://www.highgo.ca/2022/06/10/understand-pgs-mvcc-visibility-basic-check-rules/
