PostgreSQL启动过程中的那些事七：初始化共享内存和信号：四 shmem中初始化subtrans

       pg 初始化 shmem ，给其加上索引 "ShmemIndex" 后，接着就在 shmem 里初始化 xlog 。然后依次初始化 clog 、 subtrans 、 twophase 、 multixact 。安排按 clog 、 subtrans 、 multixact 、 twophase 的顺序写，把 twophase 放到 multixact 之后是因为前面三个用了相同的算法和数据结构，连起来写可以加深印象和归类记忆，本来想把初始化 clog 、 subtrans 、 multixact 放到一篇文章里写，因为篇幅太长还是分开了，看的时候这几篇文章可以结合起来看。

      

pg 子事务管理器（ pg_subtrans manager ）是一个类提交事务管理器（ pg_clog-like manager ，关于 clog 见《 pg 启动过程中的那些事七 - 三》。），为每一个事务存储父事务 ID 。它是实现嵌套事务的一个基础部分。主事务有一个无效的父事务 ID ，且每个子事务以其为父事务。这颗事务树能方便的从子事务找到父事务，但不能从父事务找到子事务。子事务只需要为当前打开的事务记住子事务信息。这样没有必要像 CLOG 那样为进程崩溃或重启数据库保存数据。

因为不保存因崩溃恢复需要的数据，所以没有和 XLOG 的交互。在 pg 数据库启动期间，只要把子事务的当前活跃页置 0 就可以了。

上面概述了子事务，下来我们看方法调用流程

 

1 先上个图，看一下函数调用过程梗概，中间略过部分细节

 

初始化 SUBTRANS 方法调用流程图

 

2 初始化 xlog 相关结构

话说 main()->…->PostmasterMain()->…->reset_shared() -> CreateSharedMemoryAndSemaphores()->…-> CLOGShmemInit () ，初始化子事务相关数据结构 ClogCtlData 等，用作内存里管理和缓存子事务日志文件（存放在 "data/pg_subtrans" 文件夹里的文件）。

SUBTRANSShmemInit () 调用 ShmemInitStruct() ， 在其中 调用 hash_search() 在哈希表索引 "ShmemIndex" 中查找 "SUBTRANS Ctl " ，如果没有，就在 shmemIndex 中给 " SUBTRANS Ctl " 分一个 HashElement 和 ShmemIndexEnt （ entry ） ，在其中的 Entry 中写上 "SUBTRANS Ctl " 。返回 ShmemInitStruct() ，再调用 ShmemAlloc() 在共享内存上给 "SUBTRANS Ctl " 相关结构（见下面“ subtrans 相关结构图” ）分配空间，设置 entry （在这儿及ShmemIndexEnt 类型变量）的成员 location 指向该空间， size 成员记录该空间大小 ， 最后返回 SUBTRANSShmemInit () ，让 SlruCtlData * 类型 全局变量 SubTransCtl 指向 SlruCtlData 类型静态 全局变量 SubTransCtlData ，SubTransCtlData 的起始地址就是在shmem 里给 " SUBTRANS Ctl" 相关结构分配的内存起始地址，设置其中SubTransCtlData 结构类型的成员值。 相关变量、结构定义和 初始化完成后数据结构图在下面。

 

#define SubTransCtl  (&SubTransCtlData)

static SlruCtlData SubTransCtlData;

 

typedef struct SlruCtlData

{

    SlruShared  shared;

 

    /*

      * This flag tells whether to fsync writes (true for pg_clog, false for

      * pg_subtrans).

      */

    bool         do_fsync;

 

    /*

      * Decide which of two page numbers is "older" for truncation purposes. We

      * need to use comparison of TransactionIds here in order to do the right

      * thing with wraparound XID arithmetic.

      */

    bool         (*PagePrecedes) (int , int );

 

    /*

      * Dir is set during SimpleLruInit and does not change thereafter. Since

      * it's always the same, it doesn't need to be in shared memory.

      */

    char         Dir[64];

} SlruCtlData;

 

typedef SlruCtlData *SlruCtl;

 

/*

  * Shared-memory state

  */

typedef struct SlruSharedData

{

    LWLockId    ControlLock;

 

    /* Number of buffers managed by this SLRU structure */

    int          num_slots;

 

    /*

      * Arrays holding info for each buffer slot.  Page number is undefined

      * when status is EMPTY, as is page_lru_count.

      */

    char       **page_buffer;

    SlruPageStatus *page_status;

    bool        *page_dirty;

    int         *page_number;

    int         *page_lru_count;

    LWLockId   *buffer_locks;

    /*

      * Optional array of WAL flush LSNs associated with entries in the SLRU

      * pages.  If not zero/NULL, we must flush WAL before writing pages (true

      * for pg_clog, false for multixact, pg_subtrans, pg_notify).  group_lsn[]

      * has lsn_groups_per_page entries per buffer slot, each containing the

      * highest LSN known for a contiguous group of SLRU entries on that slot's

      * page.

      */

    XLogRecPtr *group_lsn;

    int         lsn_groups_per_page;

    /*----------

      * We mark a page "most recently used" by setting

      *      page_lru_count[slotno] = ++cur_lru_count;

      * The oldest page is therefore the one with the highest value of

      *      cur_lru_count - page_lru_count[slotno]

      * The counts will eventually wrap around, but this calculation still

      * works as long as no page's age exceeds INT_MAX counts.

      *----------

*/

    int          cur_lru_count;

 

    /*

      * latest_page_number is the page number of the current end of the log;

      * this is not critical data, since we use it only to avoid swapping out

      * the latest page.

      */

    int          latest_page_number;

} SlruSharedData;

 

typedef SlruSharedData *SlruShared;

 

下面看看初始化完 " SUBTRANS Ctl" 相关结构后在内存中的结构图

 

初始化完 SUBTRANS 相关结构 的内存结构图

       为了精简上图，把创建 shmem 的哈希表索引 "ShmemIndex" 时创建的 HCTL 结构删掉了，这个结构的作用是记录创建可扩展哈希表的相关信息。增加了左边灰色底的部分，描述 共享内存 /shmem 里各变量物理布局概览，由下往上，由低地址到高地址。其中的 " SUBTRANS Ctl" 即 clog 的相关结构图下面分别给出，要不上面的图太大太复杂了。

 

 

SUBTRANS 相关结构图

评论

1 楼 netkiller.github.com 2012-01-11  

太高深了，我还处在用户层面