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

0 总结

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。
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：

RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS
RESOURCE_RELEASE_LOCKS
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：

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。

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。
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。
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 <heikki.linnakangas@iki.fi>
Date:   Wed Nov 8 13:30:50 2023 +0200

    Make 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

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。
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。
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。
关闭dsm段
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

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。
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);
			else
				LockReleaseCurrentOwner(locks, nlocks);
		}
	}

3.3 第三阶段：RESOURCE_RELEASE_AFTER_LOCKS

释放catcache系统表缓存。
释放cached plan。
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。
释放快照。
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;
}

高铭杰