PostgreSQL（以下简称 Postgres）作为高并发关系型数据库，其锁机制是确保数据一致性和支持多事务并发访问的核心。通过精细的锁粒度设计，结合多版本并发控制（MVCC），Postgres 实现了读写不互斥的高性能并发。针对行锁、表锁、咨询锁（advisory locks）、死锁检测（lmgr）、锁超时策略，以及与 MVCC 的互动，本文提供观点分析、关键事实证据及可落地工程参数，帮助优化并发查询扩展。
行锁：细粒度并发控制基础
Postgres 默认使用行级锁，支持高并发场景下多事务同时修改不同行，而不阻塞整个表。常见行锁模式包括 FOR UPDATE（排他锁，阻止其他事务修改或锁定该行）、FOR SHARE（共享锁，允许读但阻止写）、FOR NO KEY UPDATE 和 FOR KEY SHARE（弱化版本，用于外键检查等）。
例如，SELECT * FROM users FOR UPDATE WHERE id=1; 会锁定指定行，防止并发 UPDATE/DELETE，直到当前事务结束。行锁在事务提交或回滚时释放，且不影响纯 SELECT 查询（MVCC 可见性规则下读旧版本）。
证据：官方文档显示，行锁冲突矩阵中 FOR UPDATE 与所有行锁冲突，确保写操作原子性。这在电商库存扣减场景中至关重要，避免超卖。
落地参数：
- 优先使用 WHERE 条件精确锁定行，避免全表扫描加锁。
- 监控：SELECT * FROM pg_locks WHERE locktype='tuple'; 检查行锁持有。
表锁：结构变更与批量操作保护
表锁分为 8 种模式，如 ACCESS SHARE（SELECT 默认，兼容性最高）、ROW EXCLUSIVE（DML 操作）、ACCESS EXCLUSIVE（DDL 如 DROP TABLE，与所有模式冲突）。表锁粒度粗，但必要时确保表级一致性。
例如，CREATE INDEX ON users (email); 获取 SHARE 锁，阻止并发 DML。冲突矩阵：ACCESS EXCLUSIVE 阻塞所有，包括简单 SELECT。
证据：Postgres 文档表 13.2 列出冲突，确保如 TRUNCATE 操作安全执行。
落地清单：
- DDL 前显式 LOCK TABLE IN ACCESS EXCLUSIVE MODE;
- 避免长事务持表锁：max_locks_per_transaction=64（默认），高表数场景调至 128。
咨询锁：应用级自定义协调
咨询锁（Advisory Locks）不绑定数据库对象，由应用定义键值（如 pg_advisory_xact_lock (123)），用于跨表或自定义同步。事务级自动释放，会话级需显式 pg_advisory_unlock。
优势：轻量、无表臃肿，适合模拟悲观锁或资源限流。
证据：文档强调，咨询锁存储于共享内存（受 max_locks_per_transaction 限），上限数十万。
参数：SELECT pg_advisory_lock (bigint_key); 键冲突时阻塞。
死锁检测：Lock Manager (lmgr) 机制
死锁由后台 Lock Manager (lmgr) 进程检测，每 deadlock_timeout（默认 1s）检查一次等待图。若循环依赖，随机中止成本最低事务（基于 cpu_time + I/O）。
例如，两事务交叉更新行：T1 更新行 A 等行 B，T2 反之，导致死锁。
证据：文档描述 lmgr 构建等待图，abort 最小代价者。
策略：
- 统一锁序：所有事务按表 / 行 ID 升序加锁。
- log_lock_waits=on 记录长等待日志。
锁超时策略：预防无限等待
- lock_timeout：单锁等待超时（默认 0，无限），设 5-10s 防异常长等。
- statement_timeout：语句总超时（默认 0）。
- idle_in_transaction_session_timeout：空闲事务超时（默认 0）。
高并发下，设 lock_timeout=30s，避免雪崩。
监控查询：
SELECT * FROM pg_locks l JOIN pg_stat_activity a ON l.pid=a.pid WHERE NOT granted;
查看阻塞锁。
MVCC 与锁互动：并发查询扩展
MVCC 通过 xmin/xmax 可见性，避免读阻塞写：读事务见旧版本，写创建新版。锁仅用于写冲突保护，如 UPDATE 加行锁防幻读。
扩展并发：行锁 + MVCC 支持千级 TPS。SERIALIZABLE 隔离下，谓词锁（predicate locks）防幻读，但耗 max_pred_locks_per_transaction（默认 64）。
证据：文档指出，MVCC 读不加锁，仅表 ACCESS SHARE；高并发下 VACUUM 清理死元组。
调优清单：
- GUC：deadlock_timeout=1s, lock_timeout=10s, max_locks_per_transaction=128。
- 应用：短事务，重试死锁（catch ERROR: deadlock detected，重发）。
- 监控：pg_stat_database.deadlocks >0 报警；pg_locks 堵塞链。
- 回滚：长锁事务 pg_terminate_backend (pid)。
- 扩展：读写分离，连接池限 max_connections=500。
风险：长事务膨胀死元组，autovacuum_scale_factor=0.1 调激进；死锁率 > 1% 查索引 / 查询。
通过以上机制，Postgres 锁 + MVCC 平衡一致性与性能，适用于 OLTP/OLAP 混合负载。
资料来源：
- PostgreSQL 官方文档：https://www.postgresql.org/docs/current/explicit-locking.html（“ACCESS EXCLUSIVE 锁与所有模式冲突。”）
- https://www.postgresql.org/docs/current/runtime-config-locks.html（deadlock_timeout 参数）。
- https://www.postgresql.org/docs/current/mvcc.html（MVCC 简介）。
（正文约 1250 字）