PostgreSQL（二十）行可见性规则

在查看此内容前，需要先了解一些PG数据库相关基础概念：

1、事务ID：TXID，详见本专栏：PostgreSQL（十八）TXID与冻结
2、PG中的元组结构、DML操作原理，详见本专栏：PostgreSQL（十五）行结构与DML操作
3、PG记录事务状态的方式、事务快照概述，详见本专栏：PostgreSQL（十九）PG事务概述

一、事务快照在可见性规则中的作用

核心思想：过去已发生的为 可见，将来未发生的为 不可见

二、可见性判断的重要因素&常见规则

可见性判断有四个重要因素：t_xmin、t_xmax、clog、获取的事务快照

1、T_Xmin，T_xmax

T_Xmin有3种状态：Abort、In_Progress、Commited

（1）T_Xmin=Aborted     不可见

表示插入此元组的事务已被终止，则判断此行为始终不可见；

此规则显示表示为以下逻辑表达式：

/*t_xmin status=ABORTED*/
Rule1:
IF t_xmin status is 'ABORTED' THEN
   RETURN 'Invisible'
End IF

2）T_Xmin= In_Progress   当前事务可见

       此规则显示表示为以下逻辑表达式：

/*t_xmin stat=IN_PROGRESS*/
IF t_xmin status is 'IN_PROGRESS' THEN
        IF t_xmin=current_txid THEN
RULE2:    IF t_xmax = INVALID THEN
              RETURN 'Visible'
RULE3:    ELSE  /*this tuple has been deleted or updated by the current transaction itself.*/
              RETURN 'Invisible'
          END IF
RULE4:  ELSE  /* t xmin ≠ current_txid*/
            RETURN 'Invisible'
        END IF
END IF

（3）T_Xmin= Commited    需要判断

此时的状态判断需要考虑t_xmax的值，如果t_xmax=0，则此行可见；

如果t_xmax≠0，则还得判断t_xmax的状态是否为当前事务，判断规则较为复杂；

此规则显示表示为以下逻辑表达式：

/*t_xmin status=COMMITTED*/
		IF t_xmin status is COMMITTED THEN
RULE5:		IF t_xmin is active in the obtained transaction snapshot THEN
				RETURN 'Invisible'
RULE6: 		ELSE IF t_xmax =INVALID OR status of t_xmax is 'ABORTED' THEN
				RETURN 'Visible'
			ELSE IF t_xmax status is 'IN_PROGRESS' THEN
RULE7:			IF t_xmax= current_txid THEN
					RETURN 'Invisible'
RULE8:			ELSE /*t_xmax ≠ current_txid*/
					RETURN 'Visible'
				END IF
			ELSE IF t_xmax status is 'COMMITTED' THEN
RULE9:			IF	t_xmax is active in the obtained transaction snapshot THEN
					RETURN 'Visible'
RULE10:			ELSE
					RETURN 'Invisible'
				END IF
			END IF
		END IF

2、可见性判断示例

T3：依据RULE6判断：Status（t_xmin：199）=committed^t_xmax=invalid --> visible

T5：对于事务id=200来说，

第一行数据可见性参见Rule7：
	Status(t_xmin:199)=committed ^ Status(t_xmax:200)=IN_PROGRESS ^ t_xmax:200=current_txid:200 --> Invisible
第二行数据可见性参见Rule2：
	Status(t_xmin:200)=IN_PROGRESS ^ t_xmin:200=current_txid:200 ^ t_xmax=INVALID --> Visible

      对于事务id=201来说，

第一行数据可见性参见RULE8：
Status(t_xmin:199)=committed ^ Status(t_xmax:200)=IN_PROGRESS ^ t_xmax:200≠current_txid:200 --> visible
第二行数据可见性参见RULE4：
Status(t_xmin:200)=IN_PROGRESS ^ t_xmin:200≠current_txid:200 --> Invisible

T7：此时刻，需根据事务隔离级别来判断可见性；

       对于读提交（read committed）来说，依据RULE10、RULE6来判断：

第一行数据可见性参见RULE8：
Status(t_xmin:199)=committed ^ Status(t_xmax:200)= committed ^Snapshot( t_xmax:200)≠active --> Invisible
第二行数据可见性参见RULE4：
Status(t_xmin:200)= committed ^ t_xmax=Invalid --> visible

 对于可重复读（repeatable read）来说，依据RULE9、RULE5来判断：

第一行数据可见性参见RULE9：
Status(t_xmin:199)=committed ^ Status(t_xmax:200)= committed ^Snapshot( t_xmax:200)=active --> visible
第二行数据可见性参见RULE5：
Status(t_xmin:200)= committed ^ Snapshot( t_xmax:200)=active --> Invisible

3、提高判断效率

（1）Hint Bits

由于进行行可见性判断时，都需要查看存储在clog中T_Xmin和T_Xmax的状态，为了 解决对clog频繁访问的问题，PG使用了提示位，在行头提示事务的提交状态，如：

三、实现闪回功能

        PG目前的官方版本并没有闪回功能，但从理论上来说，PG数据的更新时，新旧数据都保留在数据块中，可以实现像Oracle一样的闪回查询功能，只要在判断时先判断该查询是否是闪回査询，然后再根据一个针对闪回査询的可见性规则判断就可以实现。

        如果要实现闪回查询，会涉及到 Vacuum操作时需要考虑更多的因素，需要有个参数来设置块中被删除的行保留的时间长度。

        此功能实现依赖到专业的PG开发，期待将来能深入学习至此，再开专篇与大家共享。