PostgreSQL: Lock

※ PostgreSQL: Lock.

 

안녕하세요. 듀스트림입니다.

 

오늘은 드디어 Lock에 관한 내용입니다.

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1. PostgreSQL Lock 처리 구조

PostgreSQL에서 Lock은 내부적으로 LockManager에 의해 관리되며 동시성 제어, 무결성 보장, 데이터 경합 제어에 사용됩니다.

Lock 흐름도

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주요 함수 설명

단계	함수	설명	소스 코드
1	LockAcquire()	사용자가 요청한 Lock을 획득하는 진입점	lock.c#L1024
2.1	SetupLockInTable()	Lock Tag에 해당하는 LOCK과 PROCLOCK 초기화	lock.c#L1157
2.1.1	GetLockHashPartition()	Lock Tag에 따라 Hash 파티션 결정	lock.c#L809
2.1.2	LockLookup()	이미 존재하는 Lock 객체가 있는지 탐색	lock.c#L1386
2.1.3	InitLock()	Lock 객체가 없을 경우 초기화	lock.c#L1433
2.1.4	InitProcLock()	PGPROC과 LOCK을 연결하는 PROCLOCK 초기화	lock.c#L1473
2.2	LockCheckConflicts()	기존 Lock들과의 충돌 여부 판단	lock.c#L1909
2.2.1	CheckConflicts()	Conflict 매트릭스와 상태를 비교	lock.c#L1966
2.3	GrantLock()	Lock 충돌이 없으면 현재 PGPROC에 Lock 부여	lock.c#L1870
2.4	WaitOnLock()	충돌 시 대기 큐 등록 및 슬립	lock.c#L1994
2.4.1	ProcSleep()	해당 PGPROC을 대기 큐에 추가 및 sleep	proc.c#L1604
2.4.2	CheckDeadLock()	대기 중 deadlock 탐지	deadlock.c#L400
3	ReleaseLock()	Lock을 해제하고, 다음 대기자에게 Grant	lock.c#L2623
3.1	ProcWakeup()	대기 중인 프로세스에게 wakeup signal	proc.c#L1821

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2. Lock과 MVCC의 상호작용

MVCC는 snapshot을 통해 대부분의 SELECT를 non-blocking으로 처리하지만 다음의 경우 Lock이 반드시 필요합니다.

유형	설명
DML (UPDATE/DELETE)	튜플에 대한 row-level lock 필요
DDL (ALTER, DROP)	access exclusive lock
Serializable TX	predicate lock 사용
SELECT FOR UPDATE	tuple-level exclusive lock 발생

Row-level Lock은 pg_locks에 표시는 되지만 식별 가능한 방식으로 자세히 나오지는 않습니다.
이유는 힙 페이지의 tuple 헤더(t_infomask)에 직접 표시되기 때문입니다.
관련 함수: heap_lock_tuple()

+ pg_locks 뷰는 PostgreSQL 내부의 Shared Memory에 존재하는 Shared Lock Table의 내용을 조회하는 시스템 뷰입니다.

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3. Lock 내부 구조체

구조체	역할	위치
LOCKTAG	어떤 객체에 Lock을 거는지 정의	src/include/storage/lock.h
LOCK	Lock 대상 객체에 대한 전체 Lock 상태	src/include/storage/lock.h
PROCLOCK	특정 PGPROC이 가진 LOCK 상태	src/include/storage/lock.h
PGPROC	프로세스 정보 및 대기 큐 정보 포함	src/include/storage/proc.h
PGXACT	트랜잭션 레벨 정보 (xmin 등)	src/include/storage/pgxact.h

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4. Lock 종류별 정리 및 예시

종류	주요 함수	설명
Table Lock	LockAcquire	테이블 단위
Row Lock	heap_lock_tuple	튜플 단위
Advisory Lock	pg_advisory_lock	사용자 정의
Predicate Lock	predicate.c	Serializable용
Internal Lock	LWLock, WALLock 등	시스템 보호용

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Table Lock 예시: 다른 트랜잭션 SELECT 불가

 

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Row Lock 예시: 다른 트랜잭션에서 동일 row FOR UPDATE, UPDATE 시 대기

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5. Lock Modes

5.1 Conflicting Lock Modes

	ACCESS SHARE	ROW SHARE	ROW EXCL.	SHATRE UPDATE EXCL.	SHARE	SHARE ROW EXCL.	EXCL.	ACCESS EXCL.
ACCESS SHARE								❌
ROW SHARE							❌	❌
ROW EXCL.					❌	❌	❌	❌
SHARE UPDATE EXCL.				❌	❌	❌	❌	❌
SHARE			❌	❌		❌	❌	❌
SHARE ROW EXCL.			❌	❌	❌	❌	❌	❌
EXCL.		❌	❌	❌	❌	❌	❌	❌
ACCESS EXCL.	❌	❌	❌	❌	❌	❌	❌	❌

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5.2 Conflicting Row-Level Locks

	FOR KEY SHARE	FOR SHARE	FOR NO KEY UPDATE	FOR UPDATE
FOR KEY SHARE				❌
FOR SHARE			❌	❌
FOR NO KEY UPDATE		❌	❌	❌
FOR UPDATE	❌	❌	❌	❌

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13.3. Explicit Locking

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6. Lock 관련 파라미터

파라미터	설명	기본값
deadlock_timeout	Deadlock 감지 주기	1s
lock_timeout	쿼리 대기 최대 시간	0 (무제한)
max_locks_per_transaction	트랜잭션당 최대 Lock 수	64

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+ 락 체크 방법은 아래 포스팅 참고 부탁드립니다.

PostgreSQL: 락 체크 쿼리

 

++ 팁을 드리자면

1. 모니터링 잘하시고..
2. 가능한 한 Lock Hold Time 줄이기
3. SELECT FOR UPDATE는 WHERE 절로 범위 최소화
4. DDL 수행 시 트래픽 분산 시간에 수행
5. 적절한 lock_timeout, deadlock_timeout 설정
6. Advisory Lock은 범용 로직에만 제한적으로 사용

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오늘은 여기까지~