В приведённом ниже списке перечислены имеющиеся режимы блокировок и контексты, где их автоматически применяет PostgreSQL. Вы можете также явно запросить любую из этих блокировок с помощью команды LOCK. Помните, что все эти режимы работают на уровне таблицы, даже если имя режима содержит слово «row»; такие имена сложились исторически. В некоторой степени эти имена отражают типичное применение каждого режима блокировки, но смысл у всех один. Единственное, что действительно отличает один режим блокировки от другого, это набор режимов, с которыми конфликтует каждый из них (см. Таблицу 13.2). Две транзакции не могут одновременно владеть блокировками конфликтующих режимов для одной и той же таблицы. (Однако учтите, что транзакция никогда не конфликтует с собой. Например, она может запросить блокировку ACCESS EXCLUSIVE, а затем ACCESS SHARE для той же таблицы.) При этом разные транзакции свободно могут одновременно владеть блокировками неконфликтующих режимов. Заметьте, что некоторые режимы блокировки конфликтуют сами с собой (например, блокировкой ACCESS EXCLUSIVE в один момент времени может владеть только одна транзакция), а некоторые — нет (например, блокировку ACCESS SHARE могут получить сразу несколько транзакций).

Полученная транзакцией блокировка обычно сохраняется до конца транзакции. Но если блокировка получена после установки точки сохранения, она освобождается немедленно в случае отката к этой точке. Это согласуется с принципом действия ROLLBACK — эта команда отменяет эффекты всех команд после точки сохранения. То же справедливо и для блокировок, полученных в блоке исключений PL/pgSQL: при выходе из блока с ошибкой такие блокировки освобождаются.

Помимо блокировок на уровне таблицы, существуют блокировки на уровне строк, перечисленные ниже с контекстами, где PostgreSQL применяет их по умолчанию. Полный перечень конфликтов блокировок на уровне строк приведён в Таблице 13.3. Заметьте, что одна транзакция может владеть несколькими конфликтующими блокировками одной строки, даже в разных подтранзакциях; но две разных транзакции никогда не получат конфликтующие блокировки одной и той же строки. Блокировки на уровне строк блокируют только запись в определённые строки, но никак не влияют на выборку. Снимаются такие блокировки, как и блокировки на уровне таблицы, в конце транзакции или при откате к точке сохранения.

PostgreSQL не держит информацию об изменённых строках в памяти, так что никаких ограничений на число блокируемых строк нет. Однако блокировка строки может повлечь запись на диск, например, если SELECT FOR UPDATE изменяет выбранные строки, чтобы заблокировать их, при этом происходит запись на диск.

В дополнение к блокировкам на уровне таблицы и строк, для управления доступом к страницам таблиц в общих буферах используются блокировки на уровне страниц, исключительные и разделяемые. Эти блокировки освобождаются немедленно после выборки или изменения строк. Разработчикам приложений обычно можно не задумываться о блокировках страниц, здесь они упоминаются только для полноты картины.

Частое применение явных блокировок может увеличить вероятность взаимоблокировок, то есть ситуаций, когда две (или более) транзакций держат блокировки так, что взаимно блокируют друг друга. Например, если транзакция 1 получает исключительную блокировку таблицы A, а затем пытается получить исключительную блокировку таблицы B, которую до этого получила транзакция 2, в данный момент требующая исключительную блокировку таблицы A, ни одна из транзакций не сможет продолжить работу. PostgreSQL автоматически выявляет такие ситуации и разрешает их, прерывая одну из сцепившихся транзакций и тем самым позволяя другой (другим) продолжить работу. (Какая именно транзакция будет прервана, обычно сложно предсказать, так что рассчитывать на определённое поведение не следует.)

Заметьте, что взаимоблокировки могут вызываться и блокировками на уровне строк (таким образом, они возможны, даже если не применяются явные блокировки). Рассмотрим случай, когда две параллельных транзакции изменяют таблицу. Первая транзакция выполняет:

UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE acctnum = 11111;

При этом она получает блокировку строки с указанным номером счёта. Затем вторая транзакция выполняет:

UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE acctnum = 22222;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE acctnum = 11111;

Первый оператор UPDATE успешно получает блокировку указанной строки и изменяет данные в ней. Однако второй оператор UPDATE обнаруживает, что строка, которую он пытается изменить, уже заблокирована, так что он ждёт завершения транзакции, получившей блокировку. Таким образом, вторая транзакция сможет продолжиться только после завершения первой. Теперь первая транзакция выполняет:

UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE acctnum = 22222;

Первая транзакция пытается получить блокировку заданной строки, но ей это не удаётся: эта блокировка уже принадлежит второй транзакции. Поэтому первой транзакции остаётся только ждать завершения второй. В результате первая транзакция блокируется второй, а вторая — первой: происходит взаимоблокировка. PostgreSQL выявляет эту ситуацию и прерывает одну из транзакций.

Обычно лучший способ предотвращения взаимоблокировок — добиться, чтобы все приложения, обращающиеся к базе данных, запрашивали блокировки нескольких объектов единообразно. В данном примере, если бы обе транзакции изменяли строки в одном порядке, взаимоблокировка бы не произошла. Блокировки в транзакции следует упорядочивать так, чтобы первой для какого-либо объекта запрашивалась наиболее ограничивающая из тех, которые для него потребуются. Если заранее обеспечить такой порядок нельзя, взаимоблокировки можно обработать по факту, повторяя прерванные транзакции.

Если ситуация взаимоблокировки не будет выявлена, транзакция, ожидающая блокировки на уровне таблицы или строки, будет ждать её освобождения неограниченное время. Это означает, что приложения не должны оставлять транзакции открытыми долгое время (например, ожидая ввода пользователя).

PostgreSQL также имеет средства создания блокировок, смысл которых определяют сами приложения. Такие блокировки называются рекомендательными, так как система не форсирует их использование — правильно их использовать должно само приложение. Рекомендательные блокировки бывают полезны для реализаций стратегий блокирования, плохо вписывающихся в модель MVCC. Например, рекомендательные блокировки часто применяются для исполнения стратегии пессимистичной блокировки, типичной для систем управления данными «плоский файл». Хотя для этого можно использовать и дополнительные флаги в таблицах, рекомендательные блокировки работают быстрее, не нагружают таблицы и автоматически ликвидируется сервером в конце сеанса.

В PostgreSQL есть два варианта получить рекомендательные блокировки: на уровне сеанса и на уровне транзакции. Рекомендательная блокировка, полученная на уровне сеанса, удерживается, пока она не будет явно освобождена, или до конца сеанса. В отличие от стандартных рекомендательные блокировки уровня сеанса нарушают логику транзакций — блокировка, полученная в транзакции, даже если произойдёт откат этой транзакции, будет сохраняться в сеансе; аналогично, освобождение блокировки остаётся в силе, даже если транзакция, в которой оно было выполнено, позже прерывается. Вызывающий процесс может запросить блокировку несколько раз; при этом каждому запросу блокировки должен соответствовать запрос освобождения, чтобы она была действительно освобождена. Рекомендательные блокировки на уровне транзакций, напротив, во многом похожи на обычные блокировки: они автоматически освобождаются в конце транзакций и не требуют явного освобождения. Для кратковременного применения блокировок это поведение часто более уместно, чем поведение рекомендательных блокировок на уровне сеанса. Запросы рекомендательных блокировок одного идентификатора на уровне сеанса и на уровне транзакции будут блокировать друг друга вполне предсказуемым образом. Если сеанс уже владеет данной рекомендуемой блокировкой, дополнительные запросы её в том же сеансе будут всегда успешны, даже если её ожидают другие сеансы. Это утверждение справедливо вне зависимости от того, на каком уровне (сеанса или транзакции) установлены или запрашиваются новые блокировки.

Как и остальные блокировки в PostgreSQL, все рекомендательные блокировки, связанные с любыми сеансами, можно просмотреть в системном представлении pg_locks.

И рекомендательные, и обычные блокировки сохраняются в области общей памяти, размер которой определяется параметрами конфигурации max_locks_per_transaction и max_connections. Важно, чтобы этой памяти было достаточно, так как в противном случае сервер не сможет выдать никакую блокировку. Таким образом, число рекомендуемых блокировок, которые может выдать сервер, ограничивается обычно десятками или сотнями тысяч в зависимости от конфигурации сервера.

В определённых случаях при использовании рекомендательных блокировок, особенно в запросах с явными указаниями ORDER BY и LIMIT, важно учитывать, что получаемые блокировки могут зависеть от порядка вычисления SQL-выражений. Например:

SELECT pg_advisory_lock(id) FROM foo WHERE id = 12345; -- ok
SELECT pg_advisory_lock(id) FROM foo WHERE id > 12345 LIMIT 100; -- опасно!
SELECT pg_advisory_lock(q.id) FROM
(
  SELECT id FROM foo WHERE id > 12345 LIMIT 100
) q; -- ok

В этом примере второй вариант опасен, так как LIMIT не обязательно будет применяться перед вызовом функции блокировки. В результате приложение может получить блокировки, на которые оно не рассчитывает и которые оно не сможет освободить (до завершения сеанса). С точки зрения приложения такие блокировки окажутся в подвешенном состоянии, хотя они и будут отображаться в pg_locks.

Функции, предназначенные для работы с рекомендательными блокировками, описаны в Подразделе 9.26.10.