PostgreSQL启动过程中的那些事七：初始化共享内存和信号十九：shmem中初始化BTree相关结构

       这一节 pg 初始化 BTree 用到的相关结构，通过 BTreeShmemInit 例程实现 。主要是初始化了一个 BTVacInfo 结构，并使用了面向过程C 语言编程的一个技巧，把这个结构中的固定长度数组 BTOneVacInfo vacuums[1] 扩充成 MaxBackends 个（根据默认值 100 或 GUC 参数的设置得到）的 BTOneVacInfo 结构的数组，以供 BTree 使用。

pg 中相关 BTree 部分实现了 Lehman 和 Yao 的高并发 B-tree 管理算法（ P. Lehman and S. Yao,Efficient Locking for Concurrent Operations on B-Trees, ACM Transactions on Database Systems, Vol 6, No. 4, December 1981, pp 650-670 ）。还用了 Lanin 和 Shasha 论文里所写的删除逻辑的简化版本（ V. Lanin and D. Shasha, A Symmetric Concurrent B-Tree Algorithm, Proceedings of 1986 Fall Joint Computer Conference, pp 380-389 ）。。

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 BTree 相关结构方法调用流程图

 

2 初始化 xlog 相关结构

话说 main()-> … ->PostmasterMain()-> … ->reset_shared() -> CreateSharedMemoryAndSemaphores()> … -> BTreeShmemInit() ，调用 ShmemInitStruct() ， 在其中 调用 hash_search() 在哈希表索引 "ShmemIndex" 中查找 "BTree Vacuum State" ，如果没有，就在 shmemIndex 中给 "BTree Vacuum State" 分一个 HashElement 和 ShmemIndexEnt （ entry ） ，在其中的 Entry 中写上 "BTree Vacuum State" 。返回 ShmemInitStruct() ，再调用 ShmemAlloc() 在共享内存上给 "BTree Vacuum State" 相关结构（见下面“ BTree Vacuum State 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 BTreeShmemInit () ，让 BTVacInfo * 类型静态 全局变量 btvacinfo 指向 所分配内存 ，初始化BTVacInfo 结构类型的成员值。

相关结构定义和图见下面：

typedef struct BTOneVacInfo

{

    LockRelId   relid ;        /* global identifier of an index */

    BTCycleId   cycleid ;      /* cycle ID for its active VACUUM */

} BTOneVacInfo ;

 

typedef struct BTVacInfo

{

    BTCycleId   cycle_ctr ;    /* cycle ID most recently assigned */

    int         num_vacuums ;  /* number of currently active VACUUMs */

    int         max_vacuums ;  /* allocated length of vacuums[] array */

    BTOneVacInfo vacuums [1]; /* VARIABLE LENGTH ARRAY */

} BTVacInfo ;

 

static BTVacInfo *btvacinfo;

 

初始化完 BTree Vacuum State 相关结构 的共享内存结构图

       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，不过这个结构在 "ShmemIndex" 创建完成后也会由于出了对象作用域而消失。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。 图中黄色的索引项就是本节新增加的索引项。

 

BTree Vacuum State 相关结构图