PostgreSQL启动过程中的那些事十八：bgwriter进程二

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       这节主要讨论 bgwriter 进程到了 BackgroundWriterMain ，设置合适的信号处理句柄， 创建一个资源属主以保持对本进程资源的跟踪 ， 创建一个本进程的所有工作都在其内做的内存上下文 "Background Writer" ，创建这个内存上下文是为了本进程在错误恢复期间能重置 context 并且因此避免可能的内存泄漏。 设置错误跳跃点。接着不堵塞信号（当 postmaster 进程 fork 本进程时用 PG_SETMASK(&BlockSig) 堵塞了他们）。然后进入无限循环，检查并处理任何请求或者最近收到的信号。如果请求了检查 点，就根据情况做一个重启点或做一个检查点；如果没请求检查点，就做一个脏缓存写。然后再接着循环。

 

BackgroundWriterMain 方法的调用序列图

 

 

 

BackgroundWriterMain 方法的调用序列图

 

 

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下面是 BackgroundWriterMain 流程示意图。

 

BackgroundWriterMain 流程示意图

    BackgroundWriterMain 中主要是根据情况看是否有创建检查点请求，如果有，再进一步根据情况判断是要做一个重启点还是要创建一个检查点，根据情况调用 CreateCheckPoint 或 CreateRestartPoint 方法；如果没有请求检查点，调用 BgBuffferSync 方法做脏缓存写。

 

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       其中 CreateCheckPoint 方法创建检查点的具体情况参见《 PostgreSQL 启动过程中的那些事十六：启动进程二》。创建重启点的 CreateRestartPoint 方法和 创建检查点相似，但被用于 WAL 恢复期间创建一个点，如果重启，恢复可以从这个点继续前滚而不用重放整个恢复日志。

 

 

CreateRestartPoint 流程示意图

    创建重启点主要是为恢复重启保持一个合适的检查点，这个检查点必须是一个安全的重启点。如果可能创建一个重启点，创建重启点主要是把数据库系统共享内存中的数据全部刷出到磁盘，并把可以安全重启的检查点存入控制文件和共享内存中相关变量，详细信息参见上面的“ CreateRestartPoint 流程示意图”。

 

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BgBuffferSync 方法根据策略调用 SyncOneBuffer 把需要同步的脏缓存块逐个写出。 pg 里缓存池里的所有缓存块是由以 Nbuffers 个 BufferDesc 结构数组里的 freeNext 组成的空闲缓存链表和一个查找缓存的哈西表索引 “ Shared Buffer Lookup Table ”（参见《 PostgreSQL 启动过程中的那些事七： shmem 中初始化 BufferPool 》）进行管理。其中， SyncOneBuffer() -> FlushBuffer() -> smgrwrite() ，在存储管理器 smgr 的 smgrwrite 方法里根据 smgr 的接口 smgr_write 和规则转到磁盘 md 的 mdwrite 方法。 mdwrite 方法不是同步写——在返回时块不是必须在磁盘上，其只是把这个缓存块的内容传到 OS 的 kernel ，最终调用 OS 的 Write 接口， kernel 再根据情况安排写磁盘任务。但是，在下一次检查点记录到 WAL 日志前通过文件同步 fsync 我们将强制将这些改变的缓存块写到磁盘。

在 BgBuffferSync 方法里多次提到 clock sweep 算法， clock sweep 算法是缓存池替换时使用的算法，其开始一个循环次数上限为 tryCounter=NBuffers 的循环来检查缓存池里的空闲缓存块，当找到一个引用计数 refCount 为 0 但最近使用过（ usage_count 不等于 0 ）的缓存块时将 usage_count 减 1 ，接着重新设置 tryCounter=NBuffers 并继续遍历，直到有缓存块的 refCount 和 usage_count 都为 0 ，则其最近较少使用，可以被替换掉。

 

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