Cách phát hiện và khắc phục deadlock trong PostgreSQL?

Question

Lê Qúy Trường · Accepted Answer

Deadlock trong PostgreSQL là một vấn đề nghiêm trọng mà các nhà phát triển cơ sở dữ liệu thường gặp phải, gây gián đoạn trong quá trình thực hiện giao dịch. Khi hai hoặc nhiều giao dịch chờ nhau để giải phóng tài nguyên, một deadlock xảy ra và hệ thống không thể tiến triển. Việc phát hiện và khắc phục deadlock là rất quan trọng để duy trì hiệu suất và độ ổn định của ứng dụng. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách nhận diện deadlock, áp dụng các biện pháp xử lý hiệu quả, và tối ưu hóa thiết kế giao dịch để tránh tình trạng này.
1. Phát hiện Deadlock
1.1. Sử dụng log PostgreSQL
PostgreSQL có khả năng tự động phát hiện deadlock và ghi lại thông tin trong log. Để cấu hình PostgreSQL ghi lại các deadlock, bạn cần thực hiện các bước sau:
Mở file cấu hình postgresql.conf
Tìm file postgresql.conf, thường nằm trong thư mục dữ liệu của PostgreSQL.
Thay đổi các tham số cấu hình
log_statement = 'all'          # Ghi lại tất cả các câu lệnh SQL
deadlock_timeout = '1s'        # Thời gian chờ để phát hiện deadlock
log_lock_waits = on            # Ghi lại thông tin về các khóa đang chờ
Khởi động lại PostgreSQL
Để áp dụng các thay đổi, hãy khởi động lại PostgreSQL:
sudo systemctl restart postgresql
Khi deadlock xảy ra, bạn sẽ thấy thông tin chi tiết trong log, bao gồm giao dịch và tài nguyên mà chúng đang giữ hoặc chờ. Ví dụ log sẽ như sau:
LOG:  deadlock detected
DETAIL:  Process 12345 waits for ShareLock on relation 456789 of database 123456; blocked by process 67890.
Process 67890 waits for ShareLock on relation 456790 of database 123456; blocked by process 12345.
HINT:  See server log for query details.
1.2. Sử dụng lệnh SQL để kiểm tra trạng thái giao dịch
Để tìm hiểu về các giao dịch đang chạy và trạng thái của chúng, bạn có thể sử dụng các truy vấn sau:
Kiểm tra các khóa đang bị chờ
SELECT pid, usename, state, query, waiting
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'active' AND waiting = 't';
Xem thông tin về các khóa
SELECT * FROM pg_locks WHERE NOT granted;
Câu lệnh này sẽ hiển thị các khóa đang chờ, giúp bạn xác định các giao dịch đang gây ra deadlock.
2. Khắc phục Deadlock
2.1. Tự động phát hiện và xử lý
Khi PostgreSQL phát hiện deadlock, nó sẽ tự động hủy một trong các giao dịch để giải phóng tài nguyên. Giao dịch bị hủy sẽ nhận được lỗi deadlock detected. Để xử lý lỗi này trong mã của ứng dụng, bạn có thể sử dụng cấu trúc try-catch.
Ví dụ trong PHP
try {
    // Thực hiện các truy vấn
    $pdo->beginTransaction();
    // Các truy vấn SQL ở đây
    $pdo->commit();
} catch (PDOException $e) {
    if ($e->getCode() === '40001') { // Code cho deadlock
        // Xử lý deadlock, có thể thực hiện lại giao dịch
        echo "Deadlock detected, retrying transaction...";
        // Thực hiện lại giao dịch
    } else {
        // Xử lý lỗi khác
        echo "Error: " . $e->getMessage();
    }
}
2.2. Thiết kế lại truy vấn và giao dịch
Giảm thời gian giữ khóa
Cố gắng tối ưu hóa các truy vấn để chúng thực thi nhanh hơn. Tránh các tác vụ nặng bên trong giao dịch.
Ví dụ
BEGIN;
-- Truy vấn nhanh
SELECT * FROM orders WHERE order_id = 123;
-- Thực hiện cập nhật
UPDATE inventory SET quantity = quantity - 1 WHERE product_id = 456;
COMMIT;
Thứ tự truy cập tài nguyên
Đảm bảo rằng tất cả các giao dịch truy cập các tài nguyên theo cùng một thứ tự. Ví dụ, nếu giao dịch A và B đều cần truy cập bảng X và Y, hãy luôn truy cập bảng X trước rồi đến Y.
Chia nhỏ giao dịch
Nếu có thể, hãy chia nhỏ các giao dịch lớn thành các giao dịch nhỏ hơn để giảm thời gian giữ khóa.
BEGIN;
-- Giao dịch A
UPDATE table1 SET col1 = 'value1' WHERE id = 1;
-- Giao dịch B
UPDATE table2 SET col2 = 'value2' WHERE id = 2;
COMMIT;
2.3. Sử dụng NOWAIT hoặc SKIP LOCKED
Sử dụng NOWAIT
Khi bạn không muốn chờ đợi các khóa và sẽ từ chối nếu khóa không sẵn sàng.
SELECT * FROM table_name WHERE id = 1 FOR UPDATE NOWAIT;
Sử dụng SKIP LOCKED
Bỏ qua các hàng bị khóa và lấy các hàng không bị khóa.
SELECT * FROM table_name WHERE id = 1 FOR UPDATE SKIP LOCKED;
3. Theo dõi và kiểm tra
Sử dụng pgAdmin hoặc các công cụ quản lý cơ sở dữ liệu khác để theo dõi trạng thái của các giao dịch và khóa. Theo dõi trạng thái giao dịch bằng cách sử dụng câu lệnh sau:
SELECT pid, usename, state, query
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'active';
4. Kết luận
Deadlock trong PostgreSQL có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho ứng dụng của bạn, nhưng với các phương pháp phát hiện và khắc phục hợp lý, bạn có thể giảm thiểu ảnh hưởng của chúng. Việc thiết kế ứng dụng và giao dịch một cách hợp lý sẽ giúp tránh tình trạng deadlock và cải thiện hiệu suất tổng thể của cơ sở dữ liệu. Hãy luôn theo dõi log và trạng thái của các giao dịch để kịp thời phát hiện và xử lý deadlock một cách hiệu quả.