为什么PostgreSQL的回滚是瞬间完成的？

pg数据库的回滚是瞬间完成的。看到这句话是不是觉得pg很先进，确实是这样，但是也是有代价的，下面聊一聊这个问题。

事务的回滚和数据库的MVCC机制是分不开的，先看看以oracle和mysql为代表的基于undo表空间实现的mvcc。以mysql为例，mysql undo两个最重要的功能，一个是实现了写不阻塞读，或者说是mvcc，另外一个当然就是事务的回滚。

MySQL在进行数据操作时，先将数据备份到undo段中，然后再进行数据的修改，这样未提交的数据会保存一份前镜像在undo中，同时数据行上的rollpointer指针指向undo段上的老数据，同时老数据由于有可能经过多次更新，所以具有多个版本，多个数据版本之间通过链表链接。数据库如果查询正在更改的数据，会通过指针查到undo中的前镜像，这样就实现了读写的互不阻塞。需要回滚时，数据库会使用undo的旧数据恢复回来，所以基于undo的回滚是有一个过程的，需要将数据反向操作到原来的状态，这个反向操作可能对于数据库是灾难性的，同时undo也是会产生redo的。

所以对于undo实现的mvcc来说长事务或者大事务可能对数据库产生灾难的影响，如果一个事务长期不提交，那么大量的undo数据将一直保留，而且不能被清空覆盖。另外一个是跑批，大批量的更新如果被异常中断，那么回滚需要将这个大操作反向再做一次，对数据库的消耗是非常大的。当然mysql对于delete做了一定优化，delete只是打了标识位。

再说说pg的回滚，pg的回滚是瞬间完成的，这个是为什么呢？我们知道pg没有undo表空间，通过将多版本的数据真实存储在数据页里来实现mvcc，读取一条未提交数据行会去读取以前的数据版本，而以前的数据版本不是存在于undo而是和真实数据一起存放在数据页中，过期的元组会不定期进行清理，释放空间。

不敢说pg的数据多版本和mysql的undo孰优孰劣，对于最大的诟病就是空间的膨胀，过期的数据页需要不定期清理，但是反过来想，如果把旧版本放在undo里岂不也是一样在事务提交后需要清理，而且undo限制死了最大使用的undo段，这在数据库的设计上我觉得不是优美的。而pg这样设计的好处也非常明显，就是显著提高了dml的性能，因为在做更新类操作时，不需要去写undo，旧的数据就在原地不动，我只需要插入新的数据，这样性能非常好，测试过pg的更新的性能能够达到20w条每秒，这是一个非常恐怖的性能数据。

所以对于pg来说，插入就是插入元组并改xmin值，更新也是插入元组并更改xmin，xmax值，删除只是改xmax值。知道了pg的多版本原理，再看看pg的回滚就很好理解了，比如说我正在做一个1G大小的表的全表update更新，我们会在更新的过程中看到表的大小一直在变大，更新完了之后表的大小会变成原来的正好2倍，这就是因为老版本的数据并没有当时删除，而是插入了更新后的值。那么现在比如在更新过程中比如500M的地方将语句杀掉，那么可以看到这个表的大小停留在1.5G大小，也就是说已经插入的500M的数据不需要当时就清理掉的，不需要挨个回滚的。这也就是为什么pg的回滚很快的原因。如果这时做个vacuum full这个表又会恢复到1G大小。