PostgreSQL 如何使ActiveRecord线程安全

在本文中，我们将介绍如何使用PostgreSQL使ActiveRecord线程安全。ActiveRecord是一个开源的对象关系映射(ORM)层，它提供了与数据库进行交互的高级接口。然而，由于多线程环境下共享数据库连接对象可能导致意外的结果，因此我们需要采取一些措施来确保ActiveRecord在并发场景下的稳定性和可靠性。

阅读更多：PostgreSQL 教程

什么是线程安全性？

线程安全性是指一个系统或软件的能力，能够在多个线程并发执行的情况下，仍保持正确的执行结果。在数据库的上下文中，线程安全性意味着在并发访问数据库的情况下，数据库的状态仍然保持一致。

ActiveRecord并发执行问题

在多线程环境下，如果多个线程共享同一个数据库连接对象，会导致以下问题：

数据库连接对象上的操作可能会相互干扰，导致数据被错误地写入或读取。
数据库连接对象的状态可能不再可预测，可能会发生死锁或其他并发问题。

为了解决这些问题，我们需要使ActiveRecord在并发操作时保持线程安全。

使用数据库连接池

首先，我们可以考虑使用数据库连接池来管理连接对象。数据库连接池是一组数据库连接对象的缓冲区，它们可以被多个线程共享。当线程需要与数据库交互时，它可以从连接池中获取一个连接对象，并在完成后将其放回池中。这样，每个线程都有自己的连接对象，避免了共享连接对象的问题。

在PostgreSQL中，我们可以使用开源的连接池管理器pgBouncer。pgBouncer可以配置为提供线程安全的连接池，同时还支持连接池的自动回收和复用。我们可以通过以下步骤来使用pgBouncer：

安装pgBouncer并配置连接池参数。
在应用程序的配置文件中，将数据库连接指向pgBouncer的地址和端口。
在每个线程的数据库会话开始时，从pgBouncer获取一个连接对象。
在会话结束时，将连接对象归还给pgBouncer。

这样，每个线程都将获得一个独立的连接对象，从而实现了ActiveRecord的线程安全。

ActiveRecord的线程安全实现示例

让我们通过一个示例来演示如何在ActiveRecord中实现线程安全。假设我们有一个基于Ruby on Rails框架的Web应用程序，使用PostgreSQL作为底层数据库。

首先，我们需要在应用程序的Gemfile中添加pg和pgBouncer依赖：

gem 'pg'
gem 'pgbouncer'

然后，我们创建一个配置文件database.yml，使用pgBouncer作为数据库连接对象的中间件：

production:
  adapter: pgbouncer
  host: localhost
  port: 6432
  username: myapp
  password: secret
  database: myapp_production
  pool: 20

在应用程序的启动脚本中，我们需要初始化pgBouncer连接池：

require 'pgbouncer'
PGBouncer.start

在每个线程的数据库会话开始时，我们可以从pgBouncer获取一个连接对象，并将其存储在ThreadLocal变量中：

require 'active_record'
require 'pg'
require 'connection_pool'

class ActiveRecordThreadSafe
  THREAD_LOCAL = Concurrent::ThreadLocalVar.new

  def self.connection
    ActiveRecord::Base.connection_pool.with_connection do |conn|
      thread_safe_connection = THREAD_LOCAL.value || conn.raw_connection
      THREAD_LOCAL.value = thread_safe_connection
      yield thread_safe_connection
    end
  end
end

在每个线程的数据库会话结束时，我们将连接对象归还给pgBouncer：

def self.clear_connection
  thread_safe_connection = THREAD_LOCAL.value
  thread_safe_connection.async_exec('DISCARD ALL') if thread_safe_connection
end