PostgreSQL长事务

我们在很多地方应该都听到过长事务的危害，比方说长事务会导致表膨胀之类的。那么在PostgreSQL中什么才算是长事务呢？

首先，在PostgreSQL的官方文档中并没有所谓“长事务”这一定义，似乎大家约定俗称的把一个执行了很长却没有提交的事务认为是“长事务”了，而在不同的数据库中关于长事务的定义往往也不尽相同，那么在PostgreSQL中什么是长事务呢？

打个比方，如下所示，我在一个会话中通过begin开启一个事务，然后执行了个简单的查询语句后迟迟不提交，这算不算长事务呢？

bill=# begin;
BEGIN
bill=*# select 1;
 ?column?
----------
        1
(1 row)

bill=*#

为了搞清楚这个问题，我们不妨想想，为什么我们会提到长事务呢。这是因为pg中的长事务会影响表中垃圾回收，会导致表的年龄增长无法freeze。而我们上面这个会话开启的事务会有影响吗？实际上并不会，我们可以通过pg_stat_activity视图观察：

bill=# select * from pg_stat_activity where pid = 26192;
-[ RECORD 1 ]----+------------------------------
datid            | 16385
datname          | bill
pid              | 26192
leader_pid       |
usesysid         | 16384
usename          | bill
application_name | psql
client_addr      |
client_hostname  |
client_port      | -1
backend_start    | 2022-03-02 11:49:49.433165+08
xact_start       | 2022-03-02 14:34:04.494416+08
query_start      | 2022-03-02 14:34:06.946754+08
state_change     | 2022-03-02 14:34:06.947207+08
wait_event_type  | Client
wait_event       | ClientRead
state            | idle in transaction
backend_xid      |
backend_xmin     |
query            | select 1;
backend_type     | client backend

之所以会导致表膨胀之类的问题，主要是在于backend_xid和backend_xmin两个字段，而上面的事务这两个字段均是空的。

/* ----------
 * LocalPgBackendStatus
 *
 * When we build the backend status array, we use LocalPgBackendStatus to be
 * able to add new values to the struct when needed without adding new fields
 * to the shared memory. It contains the backend status as a first member.
 * ----------
 */
typedef struct LocalPgBackendStatus
{
  /*
   * Local version of the backend status entry.
   */
  PgBackendStatus backendStatus;
  /*
   * The xid of the current transaction if available, InvalidTransactionId
   * if not.
   */
  TransactionId backend_xid;
  /*
   * The xmin of the current session if available, InvalidTransactionId if
   * not.
   */
  TransactionId backend_xmin;
} LocalPgBackendStatus;

backend_xid表示已申请事务号的事务，例如有增删改，DLL等操作的事务。backend_xid从申请事务号开始持续到事务结束。

backend_xmin表示SQL执行时的snapshot，即可见的最大已提交事务。

而表膨胀的原因是什么呢？当数据库中存在未结束的SQL语句或者未结束的持有事务ID的事务，在此事务过程中，或在此SQL执行时间范围内产生垃圾的话，这些垃圾无法回收，导致数据库膨胀。

也就是判断当前数据库中backend_xid和backend_xmin最小的值，凡是超过这个最小值的事务产生的垃圾都不能回收。

因此，我们如果想要监控长事务该怎么写呢？以超过1小时的长事务为例：

select count(*) from pg_stat_activity where state <> 'idle' 
and (backend_xid is not null or backend_xmin is not null) 
and now()-xact_start > interval '3600 sec'::interval;

所以，对于事务而言，只有当执行了一些DML或者DDL操作后才能算是我们通常说的长事务。否则只能算是我们常说的长连接，当然长连接也有很多弊端，例如占用内存、cpu等资源。

在实际应用中，我们应当做好对长事务的监控，并尽可能的避免其发生。例如一些批量的操作可能会比较容易导致长事务，我们可以尽量将其安排在业务低峰期执行，同时，如果我们的应用中关闭了自动提交，也要在执行完之后加上提交。