13.3. Verrouillage explicite

La liste ci-dessous affiche les modes de verrous disponibles et les contextes dans lesquels ils sont automatiquement utilisés par PostgreSQL™. Vous pouvez aussi acquérir explicitement n'importe lequel de ces verrous avec la commande LOCK(7). Rappelez-vous que tous ces modes de verrous sont des verrous au niveau table, même si le nom contient le mot « row » (NdT : ligne) ; les noms des modes de verrous sont historiques. Dans une certaine mesure, les noms reflètent l'utilisation typique de chaque mode de verrou -- mais la sémantique est identique. La seule vraie différence entre un mode verrou et un autre est l'ensemble des modes verrous avec lesquels ils rentrent en conflit (voir Tableau 13.2, « Modes de verrou conflictuels »). Deux transactions ne peuvent pas conserver des verrous de modes en conflit sur la même table au même moment (néanmoins, une transaction n'entre jamais en conflit avec elle-même. Par exemple, elle pourrait acquérir un verrou ACCESS EXCLUSIVE et acquérir plus tard un verrou ACCESS SHARE sur la même table). Des modes de verrou sans conflit peuvent être détenus en même temps par plusieurs transactions. Notez, en particulier, que certains modes de verrous sont en conflit avec eux-même (par exemple, un verrou ACCESS EXCLUSIVE ne peut pas être détenu par plus d'une transaction à la fois) alors que d'autres n'entrent pas en conflit avec eux-même (par exemple, un verrou ACCESS SHARE peut être détenu par plusieurs transactions).

Une fois acquis, un verrou est normalement détenu jusqu'à la fin de la transaction. Mais si un verrou est acquis après l'établissement d'un point de sauvegarde, le verrou est relâché immédiatement si le point de sauvegarde est annulé. Ceci est cohérent avec le principe du ROLLBACK annulant tous les effets des commandes depuis le dernier point de sauvegarde. Il se passe la même chose pour les verrous acquis à l'intérieur d'un bloc d'exception PL/pgSQL : un échappement d'erreur à partir du bloc lâche les verrous acquis dans le bloc.

En plus des verrous au niveau table, il existe des verrous au niveau ligne, qui peuvent être des verrous exclusifs ou partagés. Un verrou exclusif sur une ligne spécifique est automatiquement acquis lorsque la ligne est mise à jour ou supprimée. Le verrou est détenu jusqu'à la fin de la transaction, que ce soit une validation ou une annulation, de la même façon que les verrous de niveau table. Les verrous au niveau ligne n'affectent pas les requêtes sur les données ; ils bloquent seulement les modifieurs d'une même ligne.

Pour acquérir un verrou exclusif au niveau ligne sans modifier réellement la ligne, sélectionnez la ligne avec SELECT FOR UPDATE. Notez qu'une fois le verrou au niveau ligne acquis, la transaction pourrait mettre à jour la ligne plusieurs fois sans peur des conflits.

Pour acquérir un verrou partagé niveau ligne sur une ligne spécifique, sélectionnez la ligne avec SELECT FOR SHARE. Un verrou partagé n'empêche pas les autres transactions d'obtenir le même verrou partagé. Néanmoins, aucune transaction n'est autorisée à mettre à jour, supprimer ou verrouiller exclusivement une ligne dont une autre transaction a obtenu un verrou partagé. Toute tentative de le faire bloque tant que les verrous partagés n'ont pas été enlevés.

PostgreSQL™ ne garde en mémoire aucune information sur les lignes modifiées, il n'y a donc aucune limite sur le nombre de lignes verrouillées à un moment donné. Néanmoins, verrouiller une ligne peut causer une écriture disque ; ainsi, par exemple, SELECT FOR UPDATE modifie les lignes sélectionnées pour les marquer verrouillées et cela aboutit à des écritures disques.

En plus des verrous tables et lignes, les verrous partagés/exclusifs sur les pages sont utilisés pour contrôler la lecture et l'écriture des pages de table dans l'ensemble des tampons partagées. Ces verrous sont immédiatement relâchés une fois la ligne récupérée ou mise à jour. Les développeurs d'applications ne sont normalement pas concernés par les verrous au niveau page mais nous les mentionnons dans un souci d'exhaustivité.

L'utilisation de verrous explicites accroît le risque de verrous morts lorsque deux transactions (voire plus) détiennent chacune un verrou que l'autre convoite. Par exemple, si la transaction 1 a acquis un verrou exclusif sur la table A puis essaie d'acquérir un verrou exclusif sur la table B alors que la transaction 2 possède déjà un verrou exclusif sur la table B et souhaite maintenant un verrou exclusif sur la table A, alors aucun des deux ne peut continuer. PostgreSQL™ détecte automatiquement ces situations de blocage et les résout en annulant une des transactions impliquées, permettant ainsi à l'autre (aux autres) de se terminer (quelle est exactement la transaction annulée est difficile à prévoir mais vous ne devriez pas vous en préoccuper).

Notez que les verrous morts peuvent aussi se produire en conséquence à des verrous de niveau ligne (et du coup, ils peuvent se produire même si le verrouillage explicite n'est pas utilisé). Considérons le cas où il existe deux transactions concurrentes modifiant une table. La première transaction exécute :

UPDATE comptes SET balance = balance + 100.00 WHERE no_compte = 11111;

Elle acquiert un verrou au niveau ligne sur la ligne spécifiée par le numéro de compte (no_compte). Ensuite, la deuxième transaction exécute :

UPDATE comptes SET balance = balance + 100.00 WHERE no_compte = 22222;
UPDATE comptes SET balance = balance - 100.00 WHERE no_compte = 11111;

La première instruction UPDATE acquiert avec succès un verrou au niveau ligne sur la ligne spécifiée, donc elle réussit à mettre à jour la ligne. Néanmoins, la deuxième instruction UPDATE trouve que la ligne qu'elle essaie de mettre à jour a déjà été verrouillée, alors elle attend la fin de la transaction ayant acquis le verrou. Maintenant, la première transaction exécute :

UPDATE comptes SET balance = balance - 100.00 WHERE no_compte = 22222;

La première transaction essaie d'acquérir un verrou au niveau ligne sur la ligne spécifiée mais ne le peut pas : la deuxième transaction détient déjà un verrou. Donc, elle attend la fin de la transaction deux. Du coup, la première transaction est bloquée par la deuxième et la deuxième est bloquée par la première : une condition de blocage, un verrou mort. PostgreSQL™ détectera cette situation et annulera une des transactions.

La meilleure défense contre les verrous morts est généralement de les éviter en s'assurant que toutes les applications utilisant une base de données acquièrent des verrous sur des objets multiples dans un ordre cohérent. Dans l'exemple ci-dessus, si les deux transactions avaient mis à jour les lignes dans le même ordre, aucun blocage n'aurait eu lieu. Vous devez vous assurer que le premier verrou acquis sur un objet dans une transaction est dans le mode le plus restrictif pour cet objet. S'il n'est pas possible de vérifier ceci à l'avance, alors les blocages doivent être gérés à l'exécution en ré-essayant les transactions annulées à cause de blocage.

Tant qu'aucune situation de blocage n'est détectée, une transaction cherchant soit un verrou de niveau table soit un verrou de niveau ligne attend indéfiniment que les verrous en conflit soient relâchés. Ceci signifie que maintenir des transactions ouvertes sur une longue période de temps (par exemple en attendant une saisie de l'utilisateur) est parfois une mauvaise idée.

PostgreSQL™ fournit un moyen pour créer des verrous qui ont une signification définie par l'application. Ils sont qualifiés d'informatifs car le système ne force pas leur utilisation -- c'est à l'application de les utiliser correctement. Les verrous informatifs peuvent être utiles pour des manières d'utiliser le verrouillage qui ne sont pas en phase avec le modèle MVCC. Par exemple, une utilisation habituelle des verrous informations est l'émulation de stratégie de verrouillage pessimiste typique des systèmes de gestion de données à partir de « fichiers à plat ». Bien qu'un drapeau stocké dans une table puisse être utilisé pour la même raison, les verrous informatifs sont plus rapides, évitent la fragmentation de la table et sont nettoyés automatiquement par le serveur à la fin de la session.

Il existe deux façons pour acquérir un verrou informatif dans PostgreSQL™ : au niveau de la session ou au niveau de la transaction. Une fois acquis au niveau de la session, un verrou information est détenu jusqu'à ce que le verrou soit explicitement relâché ou à la fin de la session. Contrairement aux demandes de verrou standard, les demandes de verrous informatifs au niveau session n'honorent pas la sémantique de la transaction : un verrou acquis lors d'une transaction qui est annulée plus tard sera toujours acquis après le ROLLBACK, et de la même façon, un verrou relâché reste valide même si la transaction appelante a échoué après. Un verrou peut être acquis plusieurs fois par le processus qui le détient ; pour chaque demande de verrou terminée, il doit y avoir une demande de relâche du verrou correspondant avant que ce dernier ne soit réellement relâché. D'un autre côté, les demandes de verrou au niveau transaction se comportent plutôt comme des demandes de verrous standards : les verrous sont automatiquement relâchés à la fin de la transaction, et il n'y a pas d'opération explicite de déverrouillage. Ce comportement est souvent plus intéressant que le comportement au niveau session pour un usage rapide d'un verrou informatif. Les demandes de verrou au niveau session et transaction pour le même identifiant de verrou informatif se bloqueront de la façon attendue. Si une session détient déjà un verrou informatif donné, les demandes supplémentaires par le même processus réussiront toujours, même si d'autres sessions sont en attente ; ceci est vrai quelque soit le niveau (session ou transaction) du verrou détenu et des verrous demandés.

Comme tous les verrous dans PostgreSQL™, une liste complète des verrous informatifs détenus actuellement par toute session est disponible dans la vue système pg_locks.

Les verrous informatifs et les verrous standards sont stockés dans une partie de la mémoire partagée, dont la taille est définie par les variables de configuration max_locks_per_transaction et max_connections. Attention à ne pas vider cette mémoire, sinon le serveur ne serait plus capable d'accorder des verrous. Ceci impose une limite supérieure au nombre de verrous informatifs que le serveur peut accorder, typiquement entre des dizaines et des centaines de milliers suivant la façon dont le serveur est configuré.

Dans certains cas utilisant cette méthode, tout spécialement les requêtes impliquant un tri explicite et des clauses LIMIT, une grande attention doit être portée au contrôle des verrous acquis, à cause de l'ordre dans lequel les expressions SQL sont évaluées. Par exemple :

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

Dans les requêtes ci-dessus, la deuxième forme est dangereuse parce qu'il n'est pas garanti que l'application de LIMIT ait lieu avant que la fonction du verrou soit exécutée. Ceci pourrait entraîner l'acquisition de certains verrous que l'application n'attendait pas, donc qu'elle ne pourrait, du coup, pas relâcher (sauf à la fin de la session). Du point de vue de l'application, de tels verrous sont en attente, bien qu'ils soient visibles dans pg_locks.

Les fonctions fournies pour manipuler les verrous informatifs sont décrites dans Section 9.26.8, « Fonctions pour les verrous consultatifs ».