面试题：PostgreSQL中获取快照的基本原理及相关函数

Question

请阐述PostgreSQL获取快照的基本原理，并列举出至少两个与获取快照相关的函数，说明其功能及使用场景。

Answer 1

PostgreSQL获取快照的基本原理

PostgreSQL使用MVCC（多版本并发控制）机制来实现事务隔离。当一个事务开始时，它会获取一个快照（Snapshot）。这个快照包含了在事务开始瞬间所有活跃事务的列表。在事务执行过程中，对于数据的读取操作，PostgreSQL会根据快照中的信息来决定哪些版本的数据是可见的。

具体来说，每个数据行都有创建事务ID（xmin）和删除事务ID（xmax）。当读取数据时，PostgreSQL会比较当前事务的快照与数据行的xmin和xmax：

• 如果xmin不在快照的活跃事务列表中且（xmax为空或者xmax在快照的活跃事务列表中），则该行数据对当前事务可见。

与获取快照相关的函数

1. txid_current()
   • 功能：返回当前事务的事务ID。
   • 使用场景：常用于需要明确当前事务ID的场景，比如在一些自定义的事务管理逻辑中，可能需要记录当前事务ID用于审计、故障排查等。例如，在一个复杂的多步骤业务操作中，记录每个步骤执行时的事务ID，方便在出现问题时追溯事务流程。
2. txid_snapshot_xmin(txid_snapshot)
   • 功能：从给定的事务快照中提取最小活跃事务ID。
   • 使用场景：在需要分析事务快照内容，了解快照中最早活跃事务的ID时使用。比如在开发数据库监控工具时，通过获取快照中的最小活跃事务ID来判断哪些事务是长时间活跃的，可能导致潜在的锁争用或其他性能问题。