PostgreSQL中的skip locked详解

PostgreSQL中的skip locked详解

在实际的开发中，我们经常会遇到多个进程或线程同时对数据库中的数据进行操作的情况。在这种情况下，我们需要对数据进行加锁来确保数据的一致性和完整性。但有时候我们希望跳过已经被其他进程或线程锁定的数据，而继续处理其他数据。在 PostgreSQL 中，通过 SKIP LOCKED 关键字可以实现这个功能。

在本文中，我们将详细解释 PostgreSQL 中的 SKIP LOCKED 关键字的用法和原理，并举例说明如何在实际开发中使用它来提高数据库的处理效率。

1. SKIP LOCKED的用法

在 PostgreSQL 9.5 版本中，引入了 SKIP LOCKED 关键字，用于在查询数据时跳过已经被其他事务锁定的数据。SKIP LOCKED 可以与 SELECT ... FOR UPDATE 或 SELECT ... FOR SHARE 结合使用，也可以用在 UPDATE 或 DELETE 语句中。下面我们分别介绍在这些不同情况下如何使用 SKIP LOCKED。

1.1 在SELECT查询中使用SKIP LOCKED

在 SELECT 查询中使用 SKIP LOCKED 可以跳过已经被其他事务锁定的数据，从而提高数据库的并发处理能力。下面是一个示例：

SELECT *
FROM table_name
WHERE column_name = 'value'
FOR UPDATE SKIP LOCKED;

在上面的示例中，FOR UPDATE SKIP LOCKED 表示对查询结果加排他锁，并跳过已经被其他事务锁定的数据。

1.2 在UPDATE语句中使用SKIP LOCKED

除了在 SELECT 查询中使用 SKIP LOCKED，我们也可以在 UPDATE 语句中使用 SKIP LOCKED。下面是一个示例：

UPDATE table_name
SET column_name = 'new_value'
WHERE column_name = 'value'
RETURNING * SKIP LOCKED;

在上面的示例中，RETURNING * SKIP LOCKED 表示更新完数据后返回更新后的数据，并跳过已经被其他事务锁定的数据。

1.3 在DELETE语句中使用SKIP LOCKED

类似地，我们也可以在 DELETE 语句中使用 SKIP LOCKED。下面是一个示例：

DELETE FROM table_name
WHERE column_name = 'value'
RETURNING * SKIP LOCKED;

在上面的示例中，RETURNING * SKIP LOCKED 表示删除数据后返回删除的数据，并跳过已经被其他事务锁定的数据。

2. SKIP LOCKED的原理

在 PostgreSQL 中，SKIP LOCKED 实际上是通过锁定的行的虚拟删除来实现的。对于被其他事务锁定的数据，在读取或操作时，SKIP LOCKED 会将其标记为虚拟删除，从而使其不会被当前事务再次锁定。虚拟删除的数据会在事务提交或回滚后被清除。

3. 实际应用场景

SKIP LOCKED 在实际开发中有很多应用场景，比如在处理消息队列时，多个消费者同时获取任务并进行处理。通过使用 SKIP LOCKED，可以使每个消费者能够独立获取未被处理的任务，而不需要等待其他消费者处理完毕。这样能够提高系统的处理效率和吞吐量。

4. 示例代码

下面我们通过一个简单的示例来演示在 PostgreSQL 中如何使用 SKIP LOCKED。

首先，我们创建一个名为 task 的表，用来模拟一个任务队列：

CREATE TABLE task (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50) NOT NULL,
    status VARCHAR(10) NOT NULL
);

然后，向 task 表中插入一些测试数据：

INSERT INTO task (name, status) VALUES ('task1', 'pending');
INSERT INTO task (name, status) VALUES ('task2', 'pending');
INSERT INTO task (name, status) VALUES ('task3', 'pending');
INSERT INTO task (name, status) VALUES ('task4', 'pending');

接下来，我们可以编写一个函数来模拟消费者处理任务的过程。在函数中使用 SKIP LOCKED 来跳过已经被其他消费者锁定的任务，在未被锁定的任务中选择一个进行处理：

CREATE OR REPLACE FUNCTION process_task() RETURNS void AS DECLARE
    task_id INT;
BEGIN
    LOOP
        SELECT id
        INTO task_id
        FROM task
        WHERE status = 'pending'
        ORDER BY id
        FOR UPDATE SKIP LOCKED
        LIMIT 1;

        IF task_id IS NULL THEN
            EXIT;
        END IF;

        -- 模拟处理任务的过程
        UPDATE task
        SET status = 'processed'
        WHERE id = task_id;

        RAISE NOTICE 'Processed task id: %', task_id;
    END LOOP;
END; LANGUAGE plpgsql;

最后，我们执行函数 process_task() 来模拟消费者处理任务的过程：

SELECT process_task();

通过以上示例，我们实现了一个简单的任务队列，并使用 SKIP LOCKED 来处理任务的过程。在实际开发中，我们可以根据具体的业务需求和场景，灵活运用 SKIP LOCKED 来提高数据库的处理效率和并发能力。

5. 总结

在本文中，我们详细解释了 PostgreSQL 中的 SKIP LOCKED 关键字的用法和原理，并通过示例代码演示了在实际开发中如何使用它来提高数据库的处理效率。SKIP LOCKED 可以帮助我们实现更高效的并发处理，特别适用于处理消息队列等任务驱动的应用场景。