PostgreSQL：您可能需要增加 MAX_LOCKS_PER_TRANSACTION

作者：汉斯·尤尔根·舍尔希(Hans-JürgenSchönig)，从上世纪 90 年代就有使用 PostgreSQL 的经验，他是 CYBERTEC 公司的 CEO 与技术带头人，CYBERTEC 是该领域的市场领导者之一，自 2000 年以来已为全球无数客户提供服务。他著有图书《Mastering PostgreSQL 9.6: A comprehensive guide for PostgreSQL 9.6 developers and administrators》和《Mastering PostgreSQL 11，Second Edition》，这两本英文图书均已经由武汉大学彭煜玮老师翻译完成并均已出版，中文书名分别为《由浅入深 PostgreSQL》、《精通 PostgreSQL 11 第二版》。

译者：类延良，任职于瀚高基础软件股份有限公司，PostgreSQL 数据库技术爱好者，10g &11g OCM，OGG 认证专家。

“out of shared memory”：你们中的有些人可能已经在 PostgreSQL 中看到了该错误消息。但是它的真正含义是什么，如何预防呢？实际上，问题并不像乍看起来那样晦涩难懂。max_locks_per_transaction 是您需要用来避免麻烦的关键配置参数。

out of shared memory：何时发生

PostgreSQL 使用的大多数共享内存都是固定大小的。对于 I/O 缓存（shared buffers）以及许多其他组件来说，这都是正确的。这些组件之一与锁定有关。如果您在事务中创建一个表，PostgreSQL 必须跟踪您的活动以确保并发事务不能删除您创建的表。跟踪活动很重要，因为您要确保 DROP TABLE（或某些其他 DDL）必须等待所有读取事务已经终止。问题是，您必须将有关跟踪活动的信息存储在某个位置，而这正是您必须了解的内容。

让我们运行一个简单的脚本：

BEGIN; 

SELECT 'CREATE TABLE a' || id || ' (id int);'

       FROM generate_series(1, 20000) AS id;

\gexec

该脚本的作用是启动一个事务并生成 20000 个 CREATE TABLE 语句。它只是生成 SQL，然后自动执行该 SQL（\gexec 将前一条 SQL 语句的结果视为输入）。 

让我们看看 SELECT 语句产生了什么……

BEGIN

          ?column?         

----------------------------

 CREATE TABLE a1 (id int);

 CREATE TABLE a2 (id int);

 CREATE TABLE a3 (id int);

 CREATE TABLE a4 (id int);

 CREATE TABLE a5 (id int);

...

现在让我们看看 PosgreSQL 做了什么：

...

CREATE TABLE

CREATE TABLE

ERROR:  out of shared memory

HINT:  You might need to increase max_locks_per_transaction.

ERROR:  current transaction is aborted, commands ignored until end of transaction block

ERROR:  current transaction is aborted, commands ignored until end of transaction block

ERROR:  current transaction is aborted, commands ignored until end of transaction block

ERROR:  current transaction is aborted, commands ignored until end of transaction block

...

在创建了几千张表之后，PostgreSQL 会报错：“out of shared memory”。您可以看到我们在单个事务中创建了所有这些表。PostgreSQL 必须锁定它们，最终耗尽内存。请记住:数据库使用固定大小的共享内存区域来保存这些锁。

一个逻辑问题是：这个内存区域的大小是多少？有两个参数起作用:

test=# SHOW max_connections;

 max_connections

-----------------

 100

(1 row)

test=# SHOW max_locks_per_transaction;

 max_locks_per_transaction

---------------------------

 64

(1 row)

我们可以在共享内存中保留的锁的数量为 max_connections x max_locks_per_transaction。请记住，行级锁与此不相关。您可以轻松地执行下面的 SQL 语句：

SELECT * FROM billions_of_rows FOR UPDATE;

上面的 SQL 语句不会用完内存，因为行锁存储在磁盘上，而不是 RAM 中。因此，锁的数量与表的数量是相关的–与行的数量无关。

检查 pg_locks

您如何了解当前发生的情况？为了演示您可以做什么，我准备了一个小例子：

test=# CREATE TABLE t_demo (id int);

CREATE TABLE

首先，您可以创建一个简单的表。

您可能知道，在 PostgreSQL 中，名称根本不相关。在内部，只有数字才重要。要获取简单表的对象 ID，请尝试以下语句：

test=# SELECT oid, relkind, relname

        FROM    pg_class

        WHERE relname = 't_demo';

  oid   | relkind | relname

--------+---------+---------

 232787 | r       | t_demo

(1 row)

在我的示例中，对象 ID 为 232787。让我们找出该数字在哪里弹出：

test=# BEGIN;

BEGIN

test=# SELECT * FROM t_demo;

 id

----

(0 rows)

test=# \x

Expanded display is on.

test=# SELECT * FROM pg_locks WHERE relation = '232787';

-[ RECORD 1 ]------+----------------

locktype           | relation

database           | 187812

relation           | 232787

page               |

tuple              |

virtualxid         |

transactionid      |

classid            |

objid              |

objsubid           |

virtualtransaction | 3/6633

pid                | 106174

mode               | AccessShareLock

granted            | t

fastpath           | t

由于我们正在从表中读取数据，因此您可以看到 PostgreSQL 必须保留 ACCESS SHARE LOCK，这能确保不会以损害并发 SELECT 语句的方式删除或修改表（= DDL）。

在一个事务中处理的表越多，pg_locks 的条目就越多。在大量并发的情况下，多个条目可能会成为问题。

PostgreSQL 分区及其与“out of shared memory”的关系

如果您正在运行典型的应用程序，则由于相关锁的总数通常很少，因此内存不足错误基本上很少发生。但是，如果您严重依赖过多的分区，则情况会有所不同。在 PostgreSQL 中，分区基本上是一个普通表，因此被视为普通表。因此，锁定可能成为问题。

让我们看下面的例子：

BEGIN;

CREATE TABLE t_part (id int) PARTITION BY LIST (id);

SELECT 'CREATE TABLE t_part_' || id

    || ' PARTITION OF t_part FOR VALUES IN ('

    || id || ');'

FROM    generate_series(1, 1000) AS id;

\gexec

SELECT count(*) FROM t_part;

首先，创建一个父表。然后，添加 1000 个分区。为了简单起见，每个分区仅允许仅容纳一行-但是暂时不要担心。然后，执行一个简单的 SELECT 语句-保证可以读取所有分区。

以下清单显示了脚本生成的用于创建分区的 SQL：

                              ?column?                             

--------------------------------------------------------------------

 CREATE TABLE t_part_1 PARTITION OF t_part FOR VALUES IN (1);

 CREATE TABLE t_part_2 PARTITION OF t_part FOR VALUES IN (2);

 CREATE TABLE t_part_3 PARTITION OF t_part FOR VALUES IN (3);

 CREATE TABLE t_part_4 PARTITION OF t_part FOR VALUES IN (4);

 CREATE TABLE t_part_5 PARTITION OF t_part FOR VALUES IN (5);

...

运行后

SELECT count(*) FROM t_part

声明，现在的重要观察是：

SELECT  count(*)

FROM    pg_locks

WHERE   mode = 'AccessShareLock';

 count

-------

  1004

(1 row)

PostgreSQL 已经需要超过 1000 个锁来执行此操作。因此，分区将增加此共享内存字段的使用率，并使“out of memory”的可能性更大。如果您正在使用大量分区，则可以更改 max_locks_per_transaction。

最后

如果您对数据科学和机器学习感兴趣，可以查看 Kevin Speyer 在“强化学习”上的帖子，可以在这里找到。

(https://www.cybertec-postgresql.com/en/implementation-of-a-reinforcement-learning-algorithm-from-scratch/)

原文链接：

https://www.cybertec-postgresql.com/en/postgresql-you-might-need-to-increase-max_locks_per_transaction/

更多精彩内容，请关注以下平台、网站：

中国 PostgreSQL 分会官方公众号（技术文章、技术活动）：

开源软件联盟 PostgreSQL 分会

中国 PostgreSQL 分会技术问答社区：

www.pgfans.cn

中国 PostgreSQL 分会官方网站：

www.postgresqlchina.com