PostgreSQL 的 pg_advisory_lock_shared 函數詳解

pg_advisory_lock_shared 是 PostgreSQL 提供的共享咨詢鎖函數，允許多個會話同時獲取相同鍵值的共享鎖，但排斥排他鎖。

共享咨詢鎖 vs 排他咨詢鎖

鎖類型	共享鎖 (pg_advisory_lock_shared)	排他鎖 (pg_advisory_lock)
并發性	允許多個會話同時持有	同一時間只能由一個會話持有
排斥性	排斥排他鎖	排斥共享鎖和排他鎖
使用場景	讀多寫少場景	獨占訪問場景

共享咨詢鎖函數家族

PostgreSQL 提供以下共享咨詢鎖相關函數：

函數	描述	鎖類型
pg_advisory_lock_shared(key)	獲取共享會話級咨詢鎖（阻塞）	共享鎖
pg_try_advisory_lock_shared(key)	嘗試獲取共享會話級咨詢鎖（非阻塞）	共享鎖
pg_advisory_xact_lock_shared(key)	獲取共享事務級咨詢鎖（阻塞）	共享鎖
pg_try_advisory_xact_lock_shared(key)	嘗試獲取共享事務級咨詢鎖（非阻塞）	共享鎖
pg_advisory_unlock_shared(key)	釋放共享會話級咨詢鎖	-

函數詳解

1 pg_advisory _lock_shared(key bigint)

功能：獲取會話級共享咨詢鎖（阻塞）

參數：

• key ：64位整數鎖標識

示例：

-- 會話1獲取共享鎖
SELECT pg_advisory_lock_shared(123456);-- 會話2可以同時獲取相同的共享鎖
SELECT pg_advisory_lock_shared(123456);-- 但會話3嘗試獲取排他鎖會被阻塞
SELECT pg_advisory_lock(123456); -- 阻塞直到共享鎖釋放

2 pg_try_advisory_lock_shared(key bigint)

功能：嘗試獲取共享會話級咨詢鎖（非阻塞）

返回值：boolean（true表示獲取成功）

示例：

DO $$
BEGINIF pg_try_advisory_lock_shared(123456) THENRAISE NOTICE 'Shared lock acquired, performing read operations...';-- 執行只讀操作PERFORM pg_advisory_unlock_shared(123456);ELSERAISE NOTICE 'Could not acquire shared lock';END IF;
END $$;

3 pg_advisory_xact_lock_shared(key bigint)

功能：獲取事務級共享咨詢鎖（事務結束時自動釋放）

示例：

BEGIN;
SELECT pg_advisory_xact_lock_shared(123456);
-- 執行只讀操作
COMMIT; -- 鎖自動釋放

鎖兼容性矩陣

當前持有鎖 \ 請求鎖	共享鎖	排他鎖
無鎖	允許	允許
共享鎖	允許	阻塞
排他鎖	阻塞	阻塞

實際應用場景

場景1：讀寫分離控制

-- 讀操作使用共享鎖
DO $$
BEGINPERFORM pg_advisory_lock_shared(555);-- 多個會話可以同時執行讀操作RAISE NOTICE 'Reading data: %', (SELECT count(*) FROM large_table);PERFORM pg_advisory_unlock_shared(555);
EXCEPTION WHEN OTHERS THENPERFORM pg_advisory_unlock_shared(555);RAISE;
END $$;-- 寫操作使用排他鎖
DO $$
BEGINPERFORM pg_advisory_lock(555); -- 會阻塞直到所有共享鎖釋放-- 獨占執行寫操作INSERT INTO large_table VALUES (...);PERFORM pg_advisory_unlock(555);
EXCEPTION WHEN OTHERS THENPERFORM pg_advisory_unlock(555);RAISE;
END $$;

場景2：緩存更新控制

-- 緩存讀取（多個客戶端可同時讀取）
CREATE OR REPLACE FUNCTION get_cached_data(cache_key text) RETURNS json AS $$
DECLAREresult json;
BEGIN-- 獲取共享鎖（允許并發讀取）PERFORM pg_advisory_lock_shared(hashtext(cache_key));SELECT data INTO result FROM cache_table WHERE key = cache_key;PERFORM pg_advisory_unlock_shared(hashtext(cache_key));RETURN result;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;-- 緩存更新（獨占訪問）
CREATE OR REPLACE FUNCTION update_cache(cache_key text, new_data json) RETURNS void AS $$
BEGIN-- 獲取排他鎖（阻塞直到所有共享鎖釋放）PERFORM pg_advisory_lock(hashtext(cache_key));-- 執行更新INSERT INTO cache_table(key, data, updated_at)VALUES (cache_key, new_data, NOW())ON CONFLICT (key) DO UPDATESET data = EXCLUDED.data, updated_at = NOW();PERFORM pg_advisory_unlock(hashtext(cache_key));
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

場景3：配置熱加載

-- 配置讀取（多個服務實例可同時讀取）
CREATE OR REPLACE FUNCTION get_config() RETURNS SETOF config_entry AS $$
BEGIN-- 獲取共享鎖確保配置加載過程中不被修改PERFORM pg_advisory_lock_shared(1); -- 使用固定鍵值1表示配置鎖RETURN QUERY SELECT * FROM application_config;PERFORM pg_advisory_unlock_shared(1);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;-- 配置更新（管理員調用）
CREATE OR REPLACE FUNCTION reload_config(new_config json) RETURNS void AS $$
BEGIN-- 獲取排他鎖確保沒有服務正在讀取配置PERFORM pg_advisory_lock(1);-- 清空并重新加載配置TRUNCATE application_config;INSERT INTO application_configSELECT * FROM json_populate_recordset(NULL::config_entry, new_config);PERFORM pg_advisory_unlock(1);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

監控共享咨詢鎖

查看當前共享鎖

SELECT pid, locktype, mode, granted 
FROM pg_locks 
WHERE locktype = 'advisory' AND mode LIKE '%Share%';

查看鎖等待情況

SELECT blocked.pid AS blocked_pid,blocking.pid AS blocking_pid,blocked.query AS blocked_query,blocking.query AS blocking_query,blocked.mode AS blocked_mode,blocking.mode AS blocking_mode
FROM pg_catalog.pg_locks blocked
JOIN pg_catalog.pg_stat_activity blocking ON blocking.pid = blocked.blocking_pid
WHERE blocked.locktype = 'advisory' AND NOT blocked.granted;

注意事項

1. 鎖釋放：

   • 必須確保每個 pg_advisory_lock_shared() 調用都有對應的 pg_advisory_unlock_shared()
   • 事務級共享鎖會在事務結束時自動釋放

2. 死鎖風險：

   • 共享鎖之間不會死鎖
   • 但共享鎖與排他鎖混合使用時可能產生死鎖
   • 建議使用固定的鎖獲取順序

3. 性能考慮：

   • 共享鎖比排他鎖允許更高的并發性
   • 但大量共享鎖仍可能影響性能

4. 鎖粒度：

   • 使用不同鍵值控制不同資源的訪問
   • 避免使用太少鍵值導致過度爭用

5. 會話管理：

   • 確保異常情況下鎖能被釋放（使用EXCEPTION塊）
   • 長時間持有鎖可能導致其他會話長時間等待

pg_advisory_lock_shared 是實現讀多寫少場景并發控制的強大工具，合理使用可以顯著提高系統吞吐量，特別是在需要協調多個讀取者與少量寫入者的場景中。