الـ Locks والـ Deadlocks: مين مستني مين

جارٍ التحميل…

01 / ملخص الدرس

الـ Locks والـ Deadlocks: مين مستني مين

row locks بـ SELECT … FOR UPDATE و NOWAIT، وإزاي تشوف مين مستني مين بـ pg_stat_activity و pg_blocking_pids. الـ deadlock: اتنين كل واحد ماسك اللي التاني عايزه، و Postgres بيقتل واحد بـ 40P01، والحل بترتيب ثابت للـ locks. وفخ الـ DDL: ALTER TABLE بتستنى transaction طويلة، وكل الـ queries تقف وراها، و lock_timeout بيحمي الموقع.

02 / شرح الدرس مكتوبًا

نص شرح المعلم والكود الذي كتبه ونتيجة تشغيله، بنفس ترتيب الدرس.

أهلًا بيك. الـ MVCC بيخلي القراية ما تستناش الكتابة. بس اتنين عايزين يكتبوا في نفس الصف؟ لازم واحد يستنى التاني. وده اسمه lock. A بيقفل صف واحد بـ SELECT FOR UPDATE، يعني: أنا هعدّل الصف ده، محدش يلمسه. B بيحاول يعدّل نفس الصف، فهيستنى. و connection تالتة اسمها watcher بتسأل Postgres: مين مستني مين؟ و C بيجرّب NOWAIT: لو مقفول، ارمي على طول من غير ما تستنى. نشغّل.

main.js
import { connect, one, sleep, reset } from "./db.js";

const a = await connect("A");
const b = await connect("B");
const watcher = await connect("watcher");
await reset(a);

await a.query("BEGIN");
await a.query("SELECT * FROM accounts WHERE id = 1 FOR UPDATE"); // A قفل الصف

// B عايز يعدّل نفس الصف: هيستنى
const bDone = b.query("UPDATE accounts SET balance = balance - 1 WHERE id = 1");
await sleep(100);

// مين مستني مين؟
const { rows } = await watcher.query(`
  SELECT application_name AS who, wait_event_type AS waiting_on, pg_blocking_pids(pid) AS blocked_by_pid,
         (SELECT application_name FROM pg_stat_activity x WHERE x.pid = (pg_blocking_pids(s.pid))[1]) AS blocked_by
  FROM pg_stat_activity s WHERE application_name IN ('A', 'B') ORDER BY 1`);
console.log(rows.map(({ who, waiting_on, blocked_by }) => ({ who, waiting_on, blocked_by })));

// NOWAIT: بدل ما تستنى، ارمي على طول
const c = await connect("C");
try {
  await c.query("SELECT * FROM accounts WHERE id = 1 FOR UPDATE NOWAIT");
} catch (err) {
  console.log("C:", err.code, err.message);
}

await a.query("COMMIT");
await bDone;
console.log("B خلص بعد ما A عمل COMMIT:", await one(a, "SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1"));
for (const x of [a, b, c, watcher]) await x.end();

المخرجات

$ node main.js
[
  { who: 'A', waiting_on: 'Client', blocked_by: null },
  { who: 'B', waiting_on: 'Lock', blocked_by: 'A' }
]
C: 55P03 could not obtain lock on row in relation "accounts"
B خلص بعد ما A عمل COMMIT: { balance: 999 }

A مستني Client، يعني الـ database مستنية الـ app بتاعه يبعت الـ query الجاية، وهو ماسك الـ lock. B مستني Lock، و blocked by A. C رمى خمسة خمسة P zero تلاتة: could not obtain lock. وبعد ما A عمل COMMIT، B كمّل، والرصيد بقى تسعمية تسعة وتسعين. الـ query اللي فوق دي احفَظها: لما الموقع يعلّق في الإنتاج، أول سؤال: مين مستني مين، ومين اللي ماسك. الـ deadlock. A بيحوّل من واحد لاتنين: بيقفل واحد، ويستنى شوية، ويحاول يقفل اتنين. وفي نفس الوقت B بيحوّل من اتنين لواحد: بيقفل اتنين، ويحاول يقفل واحد. كل واحد ماسك اللي التاني عايزه. نشغّل.

main.js
import { connect, sleep, reset } from "./db.js";

const a = await connect("A");
const b = await connect("B");
await reset(a);

// A بيحوّل من 1 لـ 2، و B من 2 لـ 1، في نفس الوقت
async function transfer(c, from, to) {
  await c.query("BEGIN");
  try {
    await c.query("UPDATE accounts SET balance = balance - 10 WHERE id = $1", [from]);
    await sleep(100);
    await c.query("UPDATE accounts SET balance = balance + 10 WHERE id = $1", [to]);
    await c.query("COMMIT");
    return "تم";
  } catch (err) {
    await c.query("ROLLBACK");
    return `${err.code} ${err.message}`;
  }
}

console.log(await Promise.all([transfer(a, 1, 2), transfer(b, 2, 1)]));
await a.end();
await b.end();

المخرجات

$ node main.js
[ 'تم', '40P01 deadlock detected' ]

واحد تم، والتاني: أربعين P zero واحد، deadlock detected. Postgres بيكتشف الـ deadlock بعد حوالي تانية، وبيقتل واحد منهم علشان التاني يكمّل. والحل مش إنك تعمل retry وخلاص. الحل إن الكل يقفل بنفس الترتيب: دايمًا الـ id الأصغر الأول. ساعتها مستحيل حد يمسك اتنين ويستنى واحد. آخر فخ، وده بيوقّع مواقع حقيقية. تقرير شغال في transaction طويلة، ماسك lock خفيف على الجدول. migration بتعمل ALTER TABLE، ومحتاجة lock تقيل، فبتستنى التقرير. والمصيبة: أي query عادية من المستخدمين، حتى SELECT بسيط، بيقف في الطابور ورا الـ migration! علشان كده الـ migration ليها lock_timeout تلتمية millisecond: لو ما خدتش الـ lock، تستسلم وتسيب الطابور يمشي. نشغّل.

main.js
import { connect, sleep, reset } from "./db.js";

const report = await connect("report");
const admin = await connect("migration");
const user = await connect("user");
await reset(report);

// transaction طويلة (تقرير) شايلة lock خفيف
await report.query("BEGIN");
await report.query("SELECT count(*) FROM accounts");

// migration محتاجة lock تقيل: بتستنى التقرير
await admin.query("SET lock_timeout = '300ms'");
const migration = admin.query("ALTER TABLE accounts ADD COLUMN note text").then(() => "migration تمت", (e) => `migration: ${e.message}`);
await sleep(50);

// وأي query عادية دلوقتي بتقف ورا الـ migration في الطابور!
const t0 = Date.now();
await user.query("SELECT * FROM accounts WHERE id = 1");
console.log(await migration);
console.log(`select المستخدم استنى حوالي ${Math.round((Date.now() - t0) / 100) * 100}ms`);
await report.query("COMMIT");
for (const x of [report, admin, user]) await x.end();

المخرجات

$ node main.js
migration: canceling statement due to lock timeout
select المستخدم استنى حوالي 300ms

الـ migration وقعت بـ canceling statement due to lock timeout. و SELECT المستخدم استنى حوالي تلتمية millisecond بس، وبعدها كمّل. من غير lock_timeout، الـ SELECT ده كان هيستنى لحد ما التقرير يخلص، يمكن دقايق، والموقع كله واقف. القاعدة: أي migration على الإنتاج، SET lock_timeout، وأعد المحاولة بعدين. التحدي: تحويلات من غير deadlocks. transfer بتقفل الحسابين في query واحدة، بـ ORDER BY id و FOR UPDATE. lock_timeout. retry على الـ deadlock والـ lock timeout. وتشغّل أربعين تحويل، نصهم عكس نصهم، على أربع connections. والمطلوب: صفر deadlocks، والمجموع تابت. التفاصيل في الكومنت.

تمرين

transfer: BEGIN و SET LOCAL lock_timeout، و SELECT … WHERE id = ANY($1) ORDER BY id FOR UPDATE، و retry على 40P01/55P03. 40 تحويل متعاكس: تم 40 والمجموع 2000.

الحل. SET LOCAL: الـ lock_timeout للـ transaction دي بس. SELECT واحدة بتقفل الحسابين بالترتيب. نتأكد من الرصيد. الـ two UPDATEs و COMMIT. وفي الـ catch: ROLLBACK، و retry للأكواد دي بس. وتحت: كل connection بتعمل عشر تحويلات ورا بعض، والأربعة مع بعض. نشغّل.

main.js
import { connect, reset } from "./db.js";

const conns = await Promise.all(["w1", "w2", "w3", "w4"].map(connect));
await reset(conns[0]);


async function transfer(c, from, to, amount) {
  for (let i = 1; i <= 3; i++) {
    try {
      await c.query("BEGIN");
      await c.query("SET LOCAL lock_timeout = '2s'");
      const { rows } = await c.query(
        "SELECT id, balance FROM accounts WHERE id = ANY($1) ORDER BY id FOR UPDATE",
        [[from, to]],
      );
      if (rows.find((r) => r.id === from).balance < amount) {
        await c.query("ROLLBACK");
        return "رصيد مش كفاية";
      }
      await c.query("UPDATE accounts SET balance = balance - $1 WHERE id = $2", [amount, from]);
      await c.query("UPDATE accounts SET balance = balance + $1 WHERE id = $2", [amount, to]);
      await c.query("COMMIT");
      return "تم";
    } catch (err) {
      await c.query("ROLLBACK");
      if (!["40P01", "55P03"].includes(err.code) || i === 3) throw err;
    }
  }
}

const results = await Promise.allSettled(
  conns.map(async (c, k) => {
    const out = [];
    for (let i = 0; i < 10; i++) out.push(await transfer(c, (i + k) % 2 ? 1 : 2, (i + k) % 2 ? 2 : 1, 10));
    return out;
  }),
);
const done = results.flatMap((r) => r.value ?? []).filter((x) => x === "تم").length;
const errors = results.filter((r) => r.status === "rejected").length;
const { sum } = (await conns[0].query("SELECT sum(balance)::int AS sum FROM accounts")).rows[0];
console.log("تم:", done);
console.log("errors:", errors);
console.log("المجموع:", sum);
for (const c of conns) await c.end();

المخرجات

$ node main.js
تم: 40
errors: 0
المجموع: 2000

أربعين تم، وصفر errors، والمجموع ألفين. الدرس الجاي: SKIP LOCKED، الحيلة اللي بتخلي Postgres نفسه job queue محترم.

03 / دروس المسار (122)
  1. 01أهلًا بيك: يعني إيه backend، والكورس ده ماشي إزاي
  2. 02الملفات والفولدرات والـ terminal: تتحرك على جهازك زي المبرمجين
  3. 03Node وأول برنامج: تشغّل وتقرا رسالة الخطأ
  4. 04القيم والمتغيرات والأنواع: const و let و typeof
  5. 05القرارات والتكرار: if و === والـ truthy والـ loops
  6. 06الـ functions: parameters و return والـ arrow functions والـ scope
  7. 07الـ objects والـ arrays: destructuring و spread و map و filter و reduce
  8. 08JSON والنصوص والتواريخ: اللغة اللي الـ backend بيتكلم بيها
  9. 09الـ callbacks والـ closures وأول لمسة async: setTimeout
  10. 10الـ classes والـ errors: throw و try/catch و stack trace
  11. 11git: تحفَظ كل خطوة وترجعلها، وما تسرّبش أسرارك
  12. 12ESM و CommonJS و package exports: Node بيلاقي الـ modules إزاي
  13. 13الـ Promises و async/await: sequential و parallel والأخطاء والإلغاء
  14. 14الـ event loop والـ microtasks: Node بيعمل كل حاجة بـ thread واحد إزاي
  15. 15الـ Streams والـ Backpressure: ملفات أكبر من الـ memory
  16. 16الـ File System والـ paths: قراية وكتابة صح، ومن غير path traversal
  17. 17الـ Buffers والبيانات الـ binary: الـ bytes من جُوّه
  18. 18Crypto APIs والأسرار: random و hash و HMAC و AES-GCM
  19. 19الـ Worker Threads: شغل CPU تقيل من غير ما توقف الـ server
  20. 20الـ Errors على مستوى الـ process: operational و programmer و crash-only
  21. 21الـ Node test runner والـ debugging: tests من غير مكتبات
  22. 22HTTP من جُوّه: الـ methods والـ status codes والـ headers
  23. 23Express والـ Routing: الـ params والـ query والترتيب والـ Router
  24. 24Express 5: إيه اللي اتغيّر، وإزاي تنقل مشروع قديم
  25. 25الـ Middleware ودورة حياة الـ request جُوّه Express
  26. 26Validation للمدخلات بـ Zod: ما تصدّقش أي حاجة جاية من برة
  27. 27تصنيف الأخطاء و Problem Details: شكل واحد لكل الـ errors
  28. 28الـ CORS والـ Cookies: المتصفح بيحمي المستخدم إزاي
  29. 29رفع الملفات وحدود الحجم: multer من غير ثغرات
  30. 30الـ Realtime: Server-Sent Events و WebSockets
  31. 31OpenAPI والـ API Versioning: عقد مكتوب، وتغيير من غير ما تكسر حد
  32. 32PostgreSQL: الـ DDL وأنواع البيانات الصح لكل عمود
  33. 33الـ Constraints: PK و FK و UNIQUE و CHECK — الـ database بتحمي نفسها
  34. 34الـ Normalization والـ ERD: تقسّم البيانات صح من أول يوم
  35. 35الـ JOINs والتجميع: INNER و LEFT و GROUP BY و HAVING و window functions
  36. 36JSONB في PostgreSQL: إمتى تستخدمه، وإزاي تسأله وتعمله index
  37. 37الـ Indexes من جُوّه: B-tree و GIN و BRIN
  38. 38Partial و Covering indexes: indexes أصغر وأسرع
  39. 39الـ Pagination بالـ Keyset: ليه OFFSET بيبطّأ وبيكرر
  40. 40Full Text Search في Postgres: بحث بالكلمات، بالعربي والإنجليزي
  41. 41EXPLAIN ANALYZE والـ Planner: اقرا الـ plan وصلّح الـ query
  42. 42الـ Transactions بـ node-postgres: كله أو ولا حاجة
  43. 43الـ MVCC ومستويات الـ Isolation: transactions كتير في نفس الوقت
  44. 44الـ Locks والـ Deadlocks: مين مستني مينانت هنا
  45. 45SKIP LOCKED و Job Leasing: Postgres كـ job queue
  46. 46Row Level Security والـ Multi-tenancy: كل عميل يشوف بياناته بس
  47. 47Migrations من غير downtime: expand و backfill و contract
  48. 48الـ Replication والـ Read Replicas: نسخ حية من الـ database
  49. 49الـ Connection Pooling و PgBouncer: connections أقل، requests أكتر
  50. 50الـ Partitioning والـ VACUUM والمراقبة: Postgres على المدى الطويل
  51. 51Redis وأنواع البيانات: strings و hashes و lists و sets و sorted sets
  52. 52Cache-aside والـ TTL: Redis قدام الـ database
  53. 53الـ Cache invalidation والـ Stampede: لما الـ key الشهير يموت
  54. 54Lua والـ Atomicity في Redis: كام أمر كأنهم أمر واحد
  55. 55الـ Rate Limiting في Redis: fixed window و sliding window و token bucket
  56. 56الـ Sessions في Redis: تسجيل دخول تقدر تلغيه في أي وقت
  57. 57Redis Streams والـ Consumer Groups: log بيتوزع على workers
  58. 58Pub/Sub و BullMQ: إشارات بين الـ instances، وطوابير شغل محترمة
  59. 59Redis لما يقع: الـ persistence (RDB و AOF) والـ replication
  60. 60Redis في الإنتاج: الـ ACLs والـ Cluster والمراقبة
  61. 61تخزين الـ Passwords بـ Argon2id: صح من أول مرة
  62. 62Session Fixation والـ Rotation: id جديد مع كل صلاحية جديدة
  63. 63الـ Cookie Flags والـ CSRF: المتصفح بيبعت الـ cookie، فلازم تتأكد مين اللي طلب
  64. 64الـ XSS والـ Content Security Policy: ما تخليش النص يتحوّل لـ code
  65. 65الـ OAuth و OpenID Connect و PKCE: login بـ Google من غير ما تشوف الـ password
  66. 66التأكد من الـ JWT صح: التوقيع والـ claims والـ scopes
  67. 67الـ BOLA و BFLA: الـ token السليم مش معناه إن الطلب مسموح
  68. 68الـ RBAC و ABAC والملكية: policy واحدة بدل ifs متفرقة
  69. 69الـ MFA والـ recovery: التاني factor اللي بجد
  70. 70الـ Passkeys و WebAuthn: login من غير password وضد الـ phishing
  71. 71الـ Threat Modeling بـ STRIDE: فكّر زي المهاجم قبل ما تكتب code
  72. 72الـ SQL Injection والـ Parameterization: الـ data ما تبقاش code
  73. 73الـ SSRF والـ Egress: ما تخليش الـ server بتاعك يزور الشبكة الداخلية
  74. 74الـ Security Headers والـ TLS: كل response يقول للـ browser يحمي المستخدم إزاي
  75. 75توقيع الـ Webhooks والـ Replay: الـ webhook ده جاي فعلًا من Stripe؟
  76. 76تغيير الأسرار والـ HMAC: إزاي تغيّر مفتاح من غير ما كل حاجة تقع
  77. 77سلسلة التوريد والـ SBOM: إنت واثق في ألف package ما تعرفهمش؟
  78. 78الـ Audit والـ Privacy Logs: سجّل مين عمل إيه، من غير ما تسجّل الأسرار
  79. 79اختبار الأمان و OWASP ASVS: الأمن جُوّه الـ CI، مش audit آخر السنة
  80. 80الـ Prototype Pollution والـ Resource DoS: request واحد يخلّي الكل admin أو يوقّع الـ server
  81. 81الـ SLI والـ SLO والـ Error Budget: إمتى تصحّي الـ on-call وإمتى تسيبه نايم
  82. 82الـ Event Loop Delay والـ ELU: لما Node نفسه يتخنق
  83. 83الـ Worker Threads والـ CPU Profiling: الشغل التقيل بره الـ event loop، والوقت راح فين
  84. 84الـ Memory والـ GC والـ Leaks: الـ process اللي بيكبر لحد ما يقع
  85. 85الـ N+1 Queries والـ DataLoader: صفحة واحدة بمِيّتين query
  86. 86الـ HTTP Caching والـ Compression: أسرع request هو اللي ما بيوصلش
  87. 87الـ Load Testing والـ Soak Testing: الـ server بيستحمل قد إيه بجد
  88. 88الـ Concurrency Limits والـ Bulkheads: dependency بطيئة ما توقعش الـ app كله
  89. 89الـ Timeouts والـ Retries والـ Circuit Breakers: إزاي تتعامل مع dependency بطيئة أو واقعة
  90. 90OpenTelemetry والـ Distributed Tracing: الـ request راح فين وضاع وقته فين
  91. 91Docker Layers والـ Build Context: ليه الـ build بياخد دقيقة وفيه الـ .env بتاعك
  92. 92Multi-stage Builds و Non-root: image صغيرة ومن غير root
  93. 93Docker Compose والـ Networks: الـ services بتلاقي بعض إزاي
  94. 94Docker Volumes: الـ data بتتحفَظ فين
  95. 95Healthcheck و Restart و Resource Limits: running مش معناها شغّال
  96. 96BuildKit والـ Build Secrets: الـ token ما يدخلش الـ image
  97. 97Reverse Proxy و TLS: اللي واقف قدام الـ app
  98. 98Multi-arch Images والـ Native Modules: اشتغلت عندي
  99. 99CI/CD و Rollback و Canary: الـ deploy يبقى ممل
  100. 100Kubernetes من الأول: Pods و Deployments و Services و Probes
  101. 101Modular Monolith و DDD: حدود واضحة من غير network
  102. 102Transactional Outbox و Inbox: الـ event ما يضيعش وما يتنفذش مرتين
  103. 103Sagas: عملية واحدة على تلات services من غير transaction واحدة
  104. 104CQRS و Event Sourcing: الـ events هي الحقيقة
  105. 105الـ Queues والـ Brokers: BullMQ و RabbitMQ و Kafka و SQS
  106. 106Realtime على أكتر من instance: Redis pub/sub و presence و resume
  107. 107الـ Object Storage والـ Media: presigned URLs و uploads مباشرة
  108. 108التكامل مع الـ Email والـ Search: retries و webhooks و indexes
  109. 109GraphQL و gRPC في الإنتاج: contracts و DataLoader و limits و deadlines
  110. 110Kafka على أكتر من zone و region: الـ replication والـ ISR والـ acks والـ MirrorMaker والـ failover
  111. 111TypeScript و runtime boundaries: الـ types بتختفي، والـ schemas لأ
  112. 112ORM ولا SQL: query builders و repositories و migrations و transactions
  113. 113الـ Serverless من جُوّه: cold starts و freeze و timeouts و connections
  114. 114الـ Testing Pyramid: unit و integration و e2e على Postgres حقيقية
  115. 115Contract Testing و Property-Based Testing بـ fast-check
  116. 116الـ Payments: idempotency و webhooks و refunds و reconciliation
  117. 117الـ Timezones والـ Internationalization: UTC و DST والـ locales والـ plurals والفلوس
  118. 118الـ Privacy والـ Data Retention: consent و export و erasure و crypto shredding
  119. 119الـ ADRs والـ Feature Flags: القرارات المكتوبة والـ rollout من غير deploy
  120. 120Multi-region active-active: حل الـ conflicts بـ HLC و CRDTs
  121. 121Readiness و Liveness و Startup Probes: الـ pod جاهز ولا عايش؟
  122. 122Incident Runbooks: من الـ alert للـ postmortem