面试题：PostgreSQL可见性判断机制中事务ID的作用

Question

请阐述在PostgreSQL可见性判断机制里，事务ID（Transaction ID）是如何参与到数据行可见性判断过程中的，包括不同事务状态下对数据行可见性判定的影响。

Answer 1

在PostgreSQL可见性判断机制中，事务ID在数据行可见性判断过程扮演关键角色：

1. 事务状态与数据行可见性判定的影响：
   • 活跃事务：
     • 活跃事务创建的数据行，对于本事务内的后续操作是可见的。例如，事务T1插入了一行数据，在T1提交或回滚前，T1内的查询可以看到这行新插入的数据。
     • 对于其他并发活跃事务，该行数据不可见。比如事务T2在T1活跃时进行查询，看不到T1插入的未提交数据，这确保了事务的隔离性。
   • 已提交事务：
     • 已提交事务创建的数据行，对所有后续事务（包括刚刚提交事务之后启动的事务）都是可见的。例如事务T1提交后，后续启动的事务T2能看到T1插入的数据。
   • 回滚事务：
     • 回滚事务创建的数据行对所有事务都不可见。假设事务T1插入数据后回滚，那么无论是T1本身后续操作，还是其他事务，都无法看到T1回滚前插入的数据，就好像这行数据从未存在过一样。
2. 事务ID参与数据行可见性判断过程：
   • 每个数据行都有两个重要的事务ID相关字段，即xmin（创建该行的事务ID）和xmax（删除或更新该行的事务ID，若未删除或更新则为0）。
   • 查询时判断逻辑：
     • 当一个事务进行查询时，对于每一行数据，首先检查xmin。如果xmin对应的事务是活跃的且不是当前查询事务本身，那么该行数据不可见。例如事务T2查询时，遇到xmin为活跃事务T1的ID的数据行，T2看不到该行数据。
     • 如果xmin对应的事务已提交，那么继续检查xmax。若xmax为0或者xmax对应的事务已回滚，那么该行数据可见。比如xmin为已提交事务T1的ID，xmax为0，此时该行数据对查询事务可见。若xmax对应的事务是活跃的，那么该行数据不可见。
     • 若xmin对应的事务已回滚，那么该行数据不可见，无论xmax的值是什么情况。