PostgreSQL 的 pg_advisory_lock 函數

pg_advisory_lock 是 PostgreSQL 提供的一種應用級鎖機制，它不鎖定具體的數據庫對象（如表或行），而是通過數字鍵值來協調應用間的并發控制。

鎖的基本概念

PostgreSQL 提供兩種咨詢鎖(advisory lock)：

1. 會話級咨詢鎖：鎖在會話結束時自動釋放
2. 事務級咨詢鎖：鎖在事務結束時自動釋放

主要函數列表

函數	描述
pg_advisory_lock(key)	獲取會話級咨詢鎖（阻塞）
pg_try_advisory_lock(key)	嘗試獲取會話級咨詢鎖（非阻塞）
pg_advisory_xact_lock(key)	獲取事務級咨詢鎖（阻塞）
pg_try_advisory_xact_lock(key)	嘗試獲取事務級咨詢鎖（非阻塞）
pg_advisory_unlock(key)	釋放會話級咨詢鎖
pg_advisory_unlock_all()	釋放當前會話持有的所有咨詢鎖

函數詳解

1 pg_advisory_lock(key bigint)

功能：獲取一個會話級別的咨詢鎖（如果鎖已被其他會話持有，則阻塞等待）

參數：

• key：64位整數鎖標識

示例：

SELECT pg_advisory_lock(123456);
-- 執行需要同步的操作
SELECT pg_advisory_unlock(123456);

2 pg_try_advisory_lock(key bigint)

功能：嘗試獲取會話級咨詢鎖（非阻塞，立即返回成功與否）

返回值：boolean（true表示獲取成功）

示例：

DO $$
BEGINIF pg_try_advisory_lock(123456) THENRAISE NOTICE 'Lock acquired, performing work...';-- 執行受保護的操作PERFORM pg_advisory_unlock(123456);ELSERAISE NOTICE 'Could not acquire lock, skipping...';END IF;
END $$;

3 pg_advisory_xact_lock(key bigint)

功能：獲取事務級咨詢鎖（鎖在事務結束時自動釋放）

示例：

BEGIN;
SELECT pg_advisory_xact_lock(123456);
-- 執行需要同步的操作
COMMIT; -- 鎖自動釋放

4 pg_try_advisory_xact_lock(key bigint)

功能：嘗試獲取事務級咨詢鎖（非阻塞）

示例：

BEGIN;
SELECT pg_try_advisory_xact_lock(123456);
-- 無論是否獲取成功都繼續執行
COMMIT;

鎖的鍵值設計

咨詢鎖使用64位整數作為鍵值，有兩種使用方式：

1. 單鍵模式：使用一個64位整數

   SELECT pg_advisory_lock(123456789);
   

2. 雙鍵模式：使用兩個32位整數組合

   SELECT pg_advisory_lock(123, 456);
   

實際應用場景

場景1：防止定時任務重復執行

-- 在定時任務開始時檢查鎖
DO $$
BEGINIF NOT pg_try_advisory_xact_lock(987654) THENRAISE NOTICE 'Task is already running in another process';RETURN;END IF;RAISE NOTICE 'Starting scheduled task...';-- 執行定時任務邏輯-- ...COMMIT; -- 鎖自動釋放
END $$;

場景2：應用級分布式鎖

-- 應用1獲取鎖
SELECT pg_advisory_lock(555555) FROM my_table WHERE id = 1;-- 應用2嘗試獲取同樣的鎖
SELECT pg_try_advisory_lock(555555); -- 返回false-- 應用1釋放鎖
SELECT pg_advisory_unlock(555555);

場景3：確保單實例初始化

-- 系統初始化時確保只執行一次
DO $$
BEGIN-- 嘗試獲取鎖，等待最多5秒FOR i IN 1..5 LOOPIF pg_try_advisory_lock(1357924680) THEN-- 檢查是否已經初始化IF NOT EXISTS (SELECT 1 FROM system_status WHERE initialized = true) THEN-- 執行初始化INSERT INTO system_status(initialized) VALUES (true);RAISE NOTICE 'System initialized successfully';ELSERAISE NOTICE 'System already initialized';END IF;-- 顯式釋放鎖（雖然會話結束會自動釋放）PERFORM pg_advisory_unlock(1357924680);RETURN;END IF;PERFORM pg_sleep(1); -- 等待1秒END LOOP;RAISE EXCEPTION 'Could not acquire initialization lock after 5 seconds';
END $$;

監控咨詢鎖

查看當前持有的咨詢鎖

SELECT locktype, classid, objid, objsubid, mode, granted
FROM pg_locks
WHERE locktype = 'advisory';

查看所有咨詢鎖（包括已授予和等待的）

SELECT pid, locktype, mode, granted, fastpath, virtualtransaction
FROM pg_locks 
WHERE locktype = 'advisory';

注意事項

1. 鎖釋放：

   • 會話級鎖必須顯式釋放或會話結束自動釋放
   • 事務級鎖在事務結束時自動釋放

2. 死鎖風險：

   • 按固定順序獲取多個咨詢鎖以避免死鎖
   • 使用 pg_try_advisory_lock 可以降低死鎖風險

3. 性能影響：

   • 咨詢鎖比表鎖/行鎖更輕量級
   • 大量使用仍可能影響性能

4. 集群環境：

   • 咨詢鎖只在單個PostgreSQL實例內有效
   • 不適用于跨多個數據庫實例的協調

5. 鎖標識管理：

   • 建議在應用中集中管理鎖標識
   • 使用有意義的常量而非魔法數字

高級用法

超時獲取鎖

DO $$
DECLARElock_acquired BOOLEAN := false;timeout INTERVAL := '5 seconds';start_time TIMESTAMP := clock_timestamp();
BEGINWHILE (clock_timestamp() - start_time) < timeout LOOPIF pg_try_advisory_lock(424242) THENlock_acquired := true;EXIT;END IF;PERFORM pg_sleep(0.1); -- 等待100msEND LOOP;IF lock_acquired THENRAISE NOTICE 'Lock acquired after %', clock_timestamp() - start_time;-- 執行受保護的操作PERFORM pg_advisory_unlock(424242);ELSERAISE EXCEPTION 'Could not acquire lock within timeout';END IF;
END $$;

使用咨詢鎖實現隊列

-- 生產者
SELECT pg_advisory_lock(987); -- 全局寫鎖-- 插入隊列項
INSERT INTO job_queue(job_data) VALUES ('some data');SELECT pg_advisory_unlock(987);-- 消費者
SELECT pg_advisory_lock(988); -- 全局讀鎖-- 獲取并鎖定一個作業
UPDATE job_queue 
SET status = 'processing', worker_id = pg_backend_pid(),claimed_at = NOW()
WHERE id = (SELECT id FROM job_queue WHERE status = 'pending' ORDER BY created_at LIMIT 1
)
RETURNING *;SELECT pg_advisory_unlock(988);

pg_advisory_lock 是 PostgreSQL 強大的應用級同步機制，合理使用可以解決復雜的并發控制問題，但需要謹慎設計以避免死鎖和性能問題。