PostgreSQL启动过程中的那些事七：初始化共享内存和信号十六：shmem中初始化BgWriter

       这一节 pg 初始化后台写进程（ BgWriter ）用到的相关结构，通过 BgWriterShmemInit 例程实现 。主要是初始化了一个 BgWriterShmemStruct 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 BgWriterRequest requests[1] 扩充成 NBuffers 个（根据默认值或 GUC 参数的设置计算得到）的 BgWriterRequest 结构的数组，以供后台写进程使用。

后台写进程 bgwriter 是 pg8.0 新增加的。尝试维护一个常规 backend 进程来从必须写出的脏共享缓存写出数据。负责处理共享缓存数据交换、所有检查点的 WAL 日志。其和其他 backend 进程在共享内存中进行互动互操作。

 

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 BgWriter 内存 方 法调用流程图

 

2 初始化 xlog 相关结构

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

相关结构定义和图见下面：

 

typedef struct

{

    RelFileNodeBackend rnode ;

    ForkNumber forknum ;

    BlockNumber segno ;          /* see md.c for special values */

    /* might add a real request-type field later; not needed yet */

} BgWriterRequest ;

 

typedef struct

{

    pid_t       bgwriter_pid ; /* PID of bgwriter (0 if not started) */

 

    slock_t        ckpt_lck ;     /* protects all the ckpt_* fields */

 

    int         ckpt_started ; /* advances when checkpoint starts */

    int         ckpt_done ;    /* advances when checkpoint done */

    int         ckpt_failed ;  /* advances when checkpoint fails */

 

    int         ckpt_flags ;       /* checkpoint flags, as defined in xlog.h */

 

    uint32      num_backend_writes ;      /* counts non-bgwriter buffer writes */

    uint32      num_backend_fsync ;       /* counts non-bgwriter fsync calls */

 

    int         num_requests ; /* current # of requests */

    int         max_requests ; /* allocated array size */

    BgWriterRequest requests [1];    /* VARIABLE LENGTH ARRAY */

} BgWriterShmemStruct ;

 

static BgWriterShmemStruct *BgWriterShmem;

 

初始化完 Background Writer Data 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。

 

 

Background Writer Data 相关结构图