Postgresql源码（123）事务提交时三段资源释放分析ResourceOwnerRelease

0 总结

1. 三段释放原因：因为如果先释放锁，没有释放一些共享资源（比如pin住的buffer），别人拿到锁后发现我们仍然持有一些资源，就会有问题。所以三阶段释放主要是以锁为分界线，先释放锁保护的资源，在释放锁，在清理私有资源。这样可以保证别人拿到锁后，一定也能拿到对应的资源。
2. 三段：先放pinned buffer、relation、dsm这些共享资源；再放锁；所有放其他会话看不到的私有资源。

1 资源随事务释放

三阶段释放是指ResourceOwnerRelease函数在使用时需要调用三次，按固定顺序调用每次删除特定的资源：

1. RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS
2. RESOURCE_RELEASE_LOCKS
3. RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS

typedef enum
{RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS = 1,RESOURCE_RELEASE_LOCKS,RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS,
} ResourceReleasePhase;

例如事务提交时CommitTransaction：

static void
CommitTransaction(void).........ResourceOwnerRelease(TopTransactionResourceOwner,RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS,true, true);/* Check we've released all buffer pins */AtEOXact_Buffers(true);/* Clean up the relation cache */AtEOXact_RelationCache(true);/** Make catalog changes visible to all backends.  This has to happen after* relcache references are dropped (see comments for* AtEOXact_RelationCache), but before locks are released (if anyone is* waiting for lock on a relation we've modified, we want them to know* about the catalog change before they start using the relation).*/AtEOXact_Inval(true);AtEOXact_MultiXact();ResourceOwnerRelease(TopTransactionResourceOwner,RESOURCE_RELEASE_LOCKS,true, true);ResourceOwnerRelease(TopTransactionResourceOwner,RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS,true, true);......

其他几个事务控制函数资源释放时，也是按照相同的顺序分三阶段释放的：

函数名	phase	isCommit	isTopLevel
CommitTransaction	RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS	true	true
CommitTransaction	RESOURCE_RELEASE_LOCKS	true	true
CommitTransaction	RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS	true	true
PrepareTransaction	RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS	true	true
PrepareTransaction	RESOURCE_RELEASE_LOCKS	true	true
PrepareTransaction	RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS	true	true
AbortTransaction	RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS	false	true
AbortTransaction	RESOURCE_RELEASE_LOCKS	false	true
AbortTransaction	RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS	false	true
CommitSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS	true	false
CommitSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_LOCKS	true	false
CommitSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS	true	false
AbortSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS	false	false
AbortSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_LOCKS	false	false
AbortSubTransaction	RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS	false	false

2 为什么要分三阶段释放？

结论

因为如果先释放锁，没有释放一些共享资源（比如pin住的buffer），别人拿到锁后发现我们仍然持有一些资源，就会有问题。所以三阶段释放主要是以锁为分界线，先释放锁保护的资源，在释放锁，在清理私有资源。这样可以保证别人拿到锁后，一定也能拿到对应的资源。

1. RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS（预锁定阶段）：需要释放对其他后端可见的资源（pinned buffers）。为了确保当我们释放另一个后端可能正在等待的锁时，它会看到我们已经完全退出了我们的事务。这是为了防止在释放锁之后，其他后端仍然看到我们持有的资源，从而可能导致数据不一致或其他问题。
2. RESOURCE_RELEASE_LOCKS（锁定阶段）：释放持有的所有锁。这是为了让其他可能正在等待这些锁的后端能够继续执行。
3. RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS（后锁定阶段）：后端内部的清理工作。释放那些只有后端自己知道的、不会影响其他后端的资源。

3 代码分析

下面这次提交后对resowner做了扩展性增强，代码逻辑没变但可读性有点差（PG17dev分支）

commit b8bff07daa85c837a2747b4d35cd5a27e73fb7b2
Author: Heikki Linnakangas <[e-mail]>
Date:   Wed Nov 8 13:30:50 2023 +0200Make ResourceOwners more easily extensible.

围绕本篇主题，后面分析这次提交前代码（PG17前的逻辑）

static void
ResourceOwnerReleaseInternal(ResourceOwner owner,ResourceReleasePhase phase,bool isCommit,bool isTopLevel)
{ResourceOwner child;ResourceOwner save;ResourceReleaseCallbackItem *item;ResourceReleaseCallbackItem *next;Datum		foundres;

resowner维护树形结构，递归释放自己的child资源。

	for (child = owner->firstchild; child != NULL; child = child->nextchild)ResourceOwnerReleaseInternal(child, phase, isCommit, isTopLevel);...

3.1 第一阶段：RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS

1. 事务提交时不应该有正在进行中的io了，这里需要把标志位清理干净，避免影响后面事务使用这个buffer。
2. 清理pinned的buffer
   • 提交时不应该有pinned的了，会告警，回滚时就无所谓了，因为错误不一定出在哪，不一定给机会清理。
3. 关闭打开的relation
   • 提交时不应该有打开的了，会告警；回滚时同上。
4. 关闭dsm段
5. 关闭jit context

	if (phase == RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS){while (ResourceArrayGetAny(&(owner->bufferioarr), &foundres)){Buffer		res = DatumGetBuffer(foundres);if (isCommit)elog(PANIC, "lost track of buffer IO on buffer %d", res);AbortBufferIO(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->bufferarr), &foundres)){Buffer		res = DatumGetBuffer(foundres);if (isCommit)PrintBufferLeakWarning(res);ReleaseBuffer(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->relrefarr), &foundres)){Relation	res = (Relation) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintRelCacheLeakWarning(res);RelationClose(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->dsmarr), &foundres)){dsm_segment *res = (dsm_segment *) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintDSMLeakWarning(res);dsm_detach(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->jitarr), &foundres)){JitContext *context = (JitContext *) DatumGetPointer(foundres);jit_release_context(context);}......}}

3.2 第二阶段：RESOURCE_RELEASE_LOCKS

1. 如果是顶层事务，直接释放所有锁，具体：
   • 提交时要保留会话锁，释放事务锁。事务没了会话锁还需要继续生效，生命周期比事务长。
   • 回滚时要释放所有锁。
   • 会话锁：咨询锁。
   • 事务锁：行锁、表锁等。
2. 如果是子事务，按提交回滚做出不同行为。
   • 提交：转移锁到parent resowner。
   • 回滚：释放锁。

	else if (phase == RESOURCE_RELEASE_LOCKS){if (isTopLevel){if (owner == TopTransactionResourceOwner){ProcReleaseLocks(isCommit);ReleasePredicateLocks(isCommit, false);}}else{LOCALLOCK **locks;int			nlocks;...if (isCommit)LockReassignCurrentOwner(locks, nlocks);elseLockReleaseCurrentOwner(locks, nlocks);}}

3.3 第三阶段：RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS

1. 释放catcache系统表缓存。
2. 释放cached plan。
3. 释放tuple desc，注意tuple desc在构造好后，会用IncrTupleDescRefCount函数，在resowner中记录，按引用计数控制删除。引用计数的机制主要是为了处理TupleDesc在多个地方共享使用的情况。例如一个查询的多个部分可能都需要引用同一个TupleDesc。如果在一个部分结束时就直接删除TupleDesc，那么其他部分就无法继续使用这个TupleDesc了。
4. 释放快照。
5. 释放fd。

	else if (phase == RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS){while (ResourceArrayGetAny(&(owner->catrefarr), &foundres)){HeapTuple	res = (HeapTuple) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintCatCacheLeakWarning(res);ReleaseCatCache(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->catlistrefarr), &foundres)){CatCList   *res = (CatCList *) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintCatCacheListLeakWarning(res);ReleaseCatCacheList(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->planrefarr), &foundres)){CachedPlan *res = (CachedPlan *) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintPlanCacheLeakWarning(res);ReleaseCachedPlan(res, owner);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->tupdescarr), &foundres)){TupleDesc	res = (TupleDesc) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintTupleDescLeakWarning(res);DecrTupleDescRefCount(res);}while (ResourceArrayGetAny(&(owner->snapshotarr), &foundres)){Snapshot	res = (Snapshot) DatumGetPointer(foundres);if (isCommit)PrintSnapshotLeakWarning(res);UnregisterSnapshot(res);}/* Ditto for temporary files */while (ResourceArrayGetAny(&(owner->filearr), &foundres)){File		res = DatumGetFile(foundres);if (isCommit)PrintFileLeakWarning(res);FileClose(res);}}for (item = ResourceRelease_callbacks; item; item = next){next = item->next;item->callback(phase, isCommit, isTopLevel, item->arg);}CurrentResourceOwner = save;
}