PostgreSQL中的事务隔离与导出快照
内容提要
PostgreSQL 的隔离级别从宽松到严格依次为读已提交、可重复读、可串行化，分别防止脏读、不可重复读、幻读和序列化异常。MVCC 通过快照实现隔离，快照记录事务状态而非 LSN。CDC 中，复制槽创建时导出快照，配合 WAL 流确保数据完整，需用可重复读只读事务导入快照。
延伸解读
快照与LSN的分工
文章强调，PostgreSQL的导出快照不是WAL中的LSN位置，而是记录事务提交状态的内存结构。LSN只能定位变更流中的位置，无法反映哪些事务已提交、哪些仍在进行。因此，CDC初始导出必须同时使用快照名（通过SET TRANSACTION SNAPSHOT读取初始状态）和LSN（通过START_REPLICATION流式获取后续变更），两者互补，缺一不可。
为何必须用可重复读只读事务
导入导出快照时，事务必须使用REPEATABLE READ，因为该级别在第一条语句时固定快照，而READ COMMITTED每条语句都会获取新快照，无法保持外部快照的可见性。SERIALIZABLE虽也可用，但会额外跟踪读写依赖并可能中止事务，对只读导出而言是多余开销。READ ONLY则明确意图，避免意外写入，并允许优化器减少锁和WAL开销。
快照的生命周期与CDC实践
导出快照仅在复制连接保持打开且未执行新命令时有效。CDC系统通常使用两个连接：复制连接创建槽并持有快照，普通SQL连接导入快照读取全量数据，完成后提交，复制连接再启动WAL流。这种模式确保快照与WAL流无缝衔接，无间隙无重叠。注意，pg_create_logical_replication_slot()函数不返回快照名，必须通过复制协议创建槽才能获得。
Q&A
PostgreSQL 支持哪几种事务隔离级别？它们分别防止哪些读异常？
PostgreSQL 支持读已提交（默认）、可重复读和可串行化三种隔离级别（读未提交与读已提交行为相同）。读已提交防止脏读，可重复读防止脏读、不可重复读和幻读，可串行化防止脏读、不可重复读、幻读和序列化异常。
PostgreSQL 中 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 在快照使用上有什么区别？
READ COMMITTED 下每个语句都会获取一个新的快照，因此同一事务中两次相同查询可能返回不同结果；REPEATABLE READ 在事务的第一个语句时获取快照，整个事务期间都使用该快照，因此后续查询看到的数据保持一致。
什么是脏读、不可重复读、幻读和序列化异常？
脏读是读到其他事务未提交的数据；不可重复读是同一事务中两次读取同一行得到不同值；幻读是同一事务中两次查询返回不同的行集合；序列化异常是并发事务的结果无法与任何串行执行顺序等价。
PostgreSQL 的 MVCC 快照包含哪些信息？为什么快照名称不是 LSN？
MVCC 快照包含最高已提交事务 ID、进行中事务 ID 列表和最早活动事务 ID。快照名称是完整可见性状态的句柄，而 LSN 只是 WAL 中的字节偏移，无法反映哪些事务已提交或仍在进行，因此不能替代快照。
在 CDC 中，如何使用导出快照和复制槽来保证数据一致性？
创建复制槽时，PostgreSQL 会导出一个快照，该快照反映了槽创建时刻的数据库状态。CDC 系统通过复制连接创建槽并保持快照有效，同时用普通 SQL 连接以 REPEATABLE READ READ ONLY 事务导入快照并读取全量数据，之后复制连接再开始 WAL 流，从而覆盖从快照点到后续变更的完整时间线，无间隙无重叠。
为什么导出快照的事务必须使用 REPEATABLE READ READ ONLY？
SET TRANSACTION SNAPSHOT 要求事务隔离级别为 REPEATABLE READ，因为 READ COMMITTED 下每个语句都会获取新快照，无法固定到外部快照；SERIALIZABLE 虽然可行但会带来额外开销。READ ONLY 防止意外写入，并允许 PostgreSQL 优化事务，因为导出过程只读。
如何通过复制协议创建复制槽并获取快照名称？
使用复制协议连接（连接串包含 replication=database），执行 CREATE_REPLICATION_SLOT 命令，返回结果中包含 slot_name、consistent_point、snapshot_name 和 output_plugin。快照名称用于后续 SET TRANSACTION SNAPSHOT。
