Question

我有一个典型的生产者 - 消费者问题：

多个生产者应用程序将作业请求写入PostgreSQL数据库上的作业表。

作业请求的状态字段在创建时包含QUEUED。

当生产者插入新记录时，规则会通知多个消费者应用程序：

CREATE OR REPLACE RULE "jobrecord.added" AS
  ON INSERT TO jobrecord DO 
  NOTIFY "jobrecordAdded";

他们将尝试通过将其状态设置为RESERVED来保留新记录。当然，只有消费者才能成功。所有其他消费者不应该保留相同的记录。他们应该使用state = QUEUED保留其他记录。

实施例：某个生产者将以下记录添加到表 jobrecord ：

id state  owner  payload
------------------------
1 QUEUED null   <data>
2 QUEUED null   <data>
3 QUEUED null   <data>
4 QUEUED null   <data>

现在，两个消费者 A ， B 想要处理它们。他们同时开始跑步。一个应该保留id 1，另一个应该保留id 2，然后完成的第一个应该保留id 3等等。

在纯多线程世界中，我会使用互斥锁来控制对作业队列的访问，但消费者是可以在不同计算机上运行的不同进程。它们只访问同一个数据库，因此所有同步都必须通过数据库进行。

我在PostgreSQL中阅读了很多关于并发访问和锁定的文档，例如： http://www.postgresql.org/docs/9.0/interactive/explicit-locking.html Select unlocked row in Postgresql PostgreSQL and locking

从这些主题中我了解到，以下SQL语句应该能够满足我的需求：

UPDATE jobrecord
  SET owner= :owner, state = :reserved 
  WHERE id = ( 
     SELECT id from jobrecord WHERE state = :queued 
        ORDER BY id  LIMIT 1 
     ) 
  RETURNING id;  // will only return an id when they reserved it successfully

不幸的是，当我在多个消费者流程中运行它时，在大约50％的时间内，它们仍保留相同的记录，处理它和一个覆盖另一个的更改。

我错过了什么？如何编写SQL语句以便多个使用者不会保留相同的记录？

Answer 1

我也使用postgres作为FIFO队列。我最初使用的是ACCESS EXCLUSIVE，它在高并发性方面产生了正确的结果，但是与pg_dump互斥是一个不幸的结果，pg_dump在执行期间获取了一个ACCESS SHARE锁。这会导致我的next（）函数锁定很长时间（pg_dump的持续时间）。这是不可接受的，因为我们是一个24x7的商店，客户不喜欢在半夜排队的死时间。

我认为必须有一个限制较少的锁，它仍然是并发安全的，而不是在pg_dump运行时锁定。我的搜索引导我去了这篇SO帖子。

然后我做了一些研究。

以下模式足以用于FIFO队列NEXT（）函数，该函数会将作业的状态从排队更新为正在运行而不会出现任何并发失败，也不会阻止pg_dump：

SHARE UPDATE EXCLUSIVE
SHARE ROW EXCLUSIVE
EXCLUSIVE

查询：

begin;
lock table tx_test_queue in exclusive mode;
update 
    tx_test_queue
set 
    status='running'
where
    job_id in (
        select
            job_id
        from
            tx_test_queue
        where
            status='queued'
        order by 
            job_id asc
        limit 1
    )
returning job_id;
commit;

结果如下：

UPDATE 1
 job_id
--------
     98
(1 row)

这是一个shell脚本，它以高并发性（30）测试所有不同的锁模式。

#!/bin/bash
# RESULTS, feel free to repro yourself
#
# noLock                    FAIL
# accessShare               FAIL
# rowShare                  FAIL
# rowExclusive              FAIL
# shareUpdateExclusive      SUCCESS
# share                     FAIL+DEADLOCKS
# shareRowExclusive         SUCCESS
# exclusive                 SUCCESS
# accessExclusive           SUCCESS, but LOCKS against pg_dump

#config
strategy="exclusive"

db=postgres
dbuser=postgres
queuecount=100
concurrency=30

# code
psql84 -t -U $dbuser $db -c "create table tx_test_queue (job_id serial, status text);"
# empty queue
psql84 -t -U $dbuser $db -c "truncate tx_test_queue;";
echo "Simulating 10 second pg_dump with ACCESS SHARE"
psql84 -t -U $dbuser $db -c "lock table tx_test_queue in ACCESS SHARE mode; select pg_sleep(10); select 'pg_dump finished...'" &

echo "Starting workers..."
# queue $queuecount items
seq $queuecount | xargs -n 1 -P $concurrency -I {} psql84 -q -U $dbuser $db -c "insert into tx_test_queue (status) values ('queued');"
#psql84 -t -U $dbuser $db -c "select * from tx_test_queue order by job_id;"
# process $queuecount w/concurrency of $concurrency
case $strategy in
    "noLock")               strategySql="update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "accessShare")          strategySql="lock table tx_test_queue in ACCESS SHARE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "rowShare")             strategySql="lock table tx_test_queue in ROW SHARE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "rowExclusive")         strategySql="lock table tx_test_queue in ROW EXCLUSIVE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "shareUpdateExclusive") strategySql="lock table tx_test_queue in SHARE UPDATE EXCLUSIVE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "share")                strategySql="lock table tx_test_queue in SHARE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "shareRowExclusive")    strategySql="lock table tx_test_queue in SHARE ROW EXCLUSIVE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "exclusive")            strategySql="lock table tx_test_queue in EXCLUSIVE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    "accessExclusive")      strategySql="lock table tx_test_queue in ACCESS EXCLUSIVE mode; update tx_test_queue set status='running{}' where job_id in (select job_id from tx_test_queue where status='queued' order by job_id asc limit 1);";;
    *) echo "Unknown strategy $strategy";;
esac
echo $strategySql
seq $queuecount | xargs -n 1 -P $concurrency -I {} psql84 -U $dbuser $db -c "$strategySql"
#psql84 -t -U $dbuser $db -c "select * from tx_test_queue order by job_id;"
psql84 -U $dbuser $db -c "select count(distinct(status)) as should_output_100 from tx_test_queue;"
psql84 -t -U $dbuser $db -c "drop table tx_test_queue;";

如果您想编辑代码，也可以在此处https://gist.github.com/1083936

我正在更新我的应用程序以使用EXCLUSIVE模式，因为它是最严格的模式，a）是正确的，b）与pg_dump不冲突。我选择了最严格的限制因为它似乎是最不具风险的，因为在没有成为postgres锁定的超级专家的情况下，从ACCESS EXCLUSIVE更改应用程序。

我对我的测试台和答案背后的一般想法感到非常满意。我希望分享这有助于解决其他问题。

Answer 2

无需为此执行整个表锁：\。

使用for update创建的行锁可以正常工作。

请参阅https://gist.github.com/mackross/a49b72ad8d24f7cefc32我对apinstein的回答所做的更改，并确认它仍然有效。

最终代码是

update 
    tx_test_queue
set 
    status='running'
where
    job_id in (
        select
            job_id
        from
            tx_test_queue
        where
            status='queued'
        order by 
            job_id asc
        limit 1 for update
    )
returning job_id;

Answer 3

怎么样才选择？

SELECT * FROM table WHERE status = 'QUEUED' LIMIT 10 FOR UPDATE SKIP LOCKED;

https://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-select.html#SQL-FOR-UPDATE-SHARE

Answer 4

在这里阅读我的帖子：

Consistency in postgresql with locking and select for update

如果使用事务和LOCK TABLE，则没有问题。

Answer 5

您可能想看看queue_classic是如何做到的。 https://github.com/ryandotsmith/queue_classic

代码非常简短易懂。

Answer 6

好的，根据jordani的链接，这是适合我的解决方案。由于我的一些问题与Qt-SQL的工作方式相同，我已经包含了Qt代码：

QSqlDatabase db = GetDatabase();
db.transaction();
QSqlQuery lockQuery(db);
bool lockResult = lockQuery.exec("LOCK TABLE serverjobrecord IN ACCESS EXCLUSIVE MODE; ");
QSqlQuery query(db);
query.prepare(    
"UPDATE jobrecord "
"  SET \"owner\"= :owner, state = :reserved "
"  WHERE id = ( "
"    SELECT id from jobrecord WHERE state = :queued ORDER BY id LIMIT 1 "
"  ) RETURNING id;"
);
query.bindValue(":owner", pid);
query.bindValue(":reserved", JobRESERVED);
query.bindValue(":queued", JobQUEUED); 
bool result = query.exec();

要检查，如果多个使用者处理相同的作业，我添加了规则和日志表：

CREATE TABLE serverjobrecord_log
(
  serverjobrecord_id integer,
  oldowner text,
  newowner text
) WITH ( OIDS=FALSE );


CREATE OR REPLACE RULE ownerrule AS ON UPDATE TO jobrecord
WHERE old.owner IS NOT NULL AND new.state = 1 
DO INSERT INTO jobrecord_log     (id, oldowner, newowner) 
    VALUES (new.id, old.owner, new.owner);

如果没有LOCK TABLE serverjobrecord IN ACCESS EXCLUSIVE MODE;语句，日志表会偶尔填充条目，如果一个消费者已经覆盖了另一个消息的值，但是使用LOCK语句，日志表仍为空： - ）

Answer 7

检查PgQ而不是重新发明轮子。

作业队列为具有多个使用者的SQL表（PostgreSQL）

7 个答案: