PostgreSQL服务过程中的那些事二：Pg服务进程处理简单查询一：开启事务

 

在《 PostgreSQL 服务过程中的那些事二： pg 服务进程处理简单查询概览 》里话说以下面的例子对简单查询分支进行讨论，并给出了简单查询方法调用序列，下面就从这儿开始，先回顾一下上节点内容。

进入简单查询分支处理方法 exec_simple_query 后的处理基本上涵盖了《数据库系统实现》这本书里的内容。处理量相当大，先根据流程图概览一下处理过程。为了减小图的大小，把 PostgresMain 以前的调用流程略了。在以后讨论简单查询时 PostgresMain 以前的调用流程也省略了，要回顾可参见《 PostgreSQL 服务过程中的那些事二： pg 服务进程处理简单查询概览 》里的“ Postgres 服务进程处理请求的无限循环调用序列图”。

处理简单查询方法 exec_simple_query 调用序列图

主要的处理过程是先调用 start_xact_command 方法 开启一个事务，再用 pg_parse_query 方法 用词法语法解析工具把查询命令解析为解析树 parsetree ，根据需要调用 PushActiveSnapshot 方法搞一个快照，调用 pg_analyze_and_rewrite 方法分析、根据规则重写解析树为查询树 querytree ，调用 pg_plan_queries 方法把查询树转换到执行计划树 plantree ，在调用相应方法创建 portal 和在 postal 中执行执行计划树并给客户端发回结果。然后退出当前事务，清理内存。

 

1

现在描述这个例子： 数据库 TEST 里有表 TEST1 、 TEST2 ，现在客户端发出查询“ select cname, comp from test1, test2 where test1.id=test2.id; ”。建表的语句在下面。

create table test1 (ID numeric(10), cname varchar(30));

create table test2 (ID numeric(10), comp varchar(30));

postgres 服务进程分析了查询指令后走了简查查询分支 exec_simple_query 。

 

         再看一下 exec_simple_query 方法的简化流程图

exec_simple_query 方法的简化流程图

   

2

进了 excu_simple_query 分支的第一件事就是开启一个事务命令， pg 里所有查询都要在事务里进行。下面是开启事务的调用序列图。

Postgres 服务进程简查之开始事务调用序列图

 

         上图大红色方框中显示了启动事物的相关的相关处理，进入 StartTransaction 方法后，使 TransactionStateData * 类型静态全局变量 CurrentTransactionState 指向 TransactionStateData 类型静态全局变量 TopTransactionStateData ，在 CurrentTransactionState 设置当前事务状态，记录当前事务 ID 和当前命令 ID 。然后调用 AtStart_Memory 方法 创建内存上下文 "TransactionAbortContext" 和 "TopTransactionContext" ，接着调用 AtStart_ResourceOwner 方法在内存上下文 "TopMemoryContext" 中创建 资源属 主 ResourceOwnerData 类型变量 curTransationOwner ，并让 CurrentTransactionState 的 ResourceOwnerData* 类型成员 curTransactionOwner 指向该变量。用以上建立的结构 管理该事务涉 及到资源。描述着比较难理清关系，看下面的图吧。

记录事务状态及管理事务资源的相关结构图

    从图中看见事务相关的 资源属 主 ResourceOwnerData 管理的事务资源包括关系内存缓存、系统表缓存 catcache 、关系模式缓存 relcache 、执行计划缓存 plancache 、查询命令相关元组描述符缓存 tupdesc 、事务相关快照以及打开的临时文件等。

 

事务状态及管理事务资源的相关结构见下面：

 

/*

  *  transaction state structure

  */

typedef struct TransactionStateData

{

    TransactionId transactionId ;    /* my XID, or Invalid if none */

    SubTransactionId subTransactionId ;  /* my subxact ID */

    char        * name ;           /* savepoint name, if any */

    int          savepointLevel ; /* savepoint level */

    TransState   state ;          /* low-level state */

    TBlockState blockState ;     /* high-level state */

    int          nestingLevel ;   /* transaction nesting depth */

    int          gucNestLevel ;   /* GUC context nesting depth */

    MemoryContext curTransactionContext ;        /* my xact -lifetime context */

    ResourceOwner curTransactionOwner ;  /* my query resources */

    TransactionId * childXids ;   /* subcommitted child XIDs, in XID order */

    int          nChildXids ;     /* # of subcommitted child XIDs */

    int          maxChildXids ;   /* allocated size of childXids[] */

    Oid          prevUser ;       /* previous CurrentUserId setting */

    int          prevSecContext ; /* previous SecurityRestrictionContext */

    bool         prevXactReadOnly ;       /* entry-time xact r/o state */

    bool         startedInRecovery ;      /* did we start in recovery? */

    struct TransactionStateData * parent ;        /* back link to parent */

} TransactionStateData ;

 

typedef TransactionStateData * TransactionState ;

 

/*

  * CurrentTransactionState always points to the current transaction state

  * block.  It will point to TopTransactionStateData when not in a

  * transaction at all, or when in a top-level transaction.

  */

static TransactionStateData TopTransactionStateData = {

    0,                          /* transaction id */

    0,                          /* subtransaction id */

    NULL,                       /* savepoint name */

    0,                          /* savepoint level */

    TRANS_DEFAULT ,              /* transaction state */

    TBLOCK_DEFAULT ,             /* transaction block state from the client

                                  * perspective */

    0,                          /* transaction nesting depth */

    0,                          /* GUC context nesting depth */

    NULL,                       /* cur transaction context */

    NULL,                       /* cur transaction resource owner */

    NULL,                       /* subcommitted child Xids */

    0,                          /* # of subcommitted child Xids */

    0,                          /* allocated size of childXids[] */

    InvalidOid,                 /* previous CurrentUserId setting */

    0,                          /* previous SecurityRestrictionContext */

    false,                      /* entry-time xact r/o state */

    false,                      /* startedInRecovery */

    NULL                        /* link to parent state block */

};

 

static TransactionState CurrentTransactionState = &TopTransactionStateData;

 

3

         接着调用 VirtualXactLockTableInsert 方法给该事务一个 VirtualTransactionId （这个类型是把 pg 服务进程 ID 和该进程上的事务 ID 关联起来的结构） 类型的虚拟事务 ID ： VXID ，并加锁。 VirtualTransactionId 的类型定义见下面：

 

typedef struct

{

    BackendId    backendId ;      /* determined at backend startup */

    LocalTransactionId localTransactionId ;      /* backend -local transaction

                                                  * id */

} VirtualTransactionId ;

 

         然后为这个新事物调用下面的方法初始化相关子系统。

在事务开始时调用 AtStart_GUC() 设置事务嵌套层数，调用 AtStart_Inval() 方法初始化管理该事务失效信息用的 TransInvalidationInfo 类型 结构，调用 AtStart_Cache 方法从共享失效消息队列读取并处理失效消息，调用 AfterTriggerBeginXact 方法初始化 AfterTriggersData 类型结构以备后面处理相关 AFTER 的触发器。 AfterTriggersData 的结构定义见下面：

         typedef struct AfterTriggersData

{

    CommandId    firing_counter ; /* next firing ID to assign */

    SetConstraintState state ;   /* the active S C state */

    AfterTriggerEventList events ;       /* deferred-event list */

    int          query_depth ;    /* current query list index */

    AfterTriggerEventList * query_stack ; /* events pending from each query */

    int          maxquerydepth ;  /* allocated len of above array */

    MemoryContext event_cxt ;    /* memory context for events, if any */

 

    /* these fields are just for resetting at subtrans abort: */

 

    SetConstraintState * state_stack ;    /* stacked S C states */

    AfterTriggerEventList * events_stack ;        /* stacked list pointers */

    int         * depth_stack ; /* stacked query_depths */

    CommandId   * firing_stack ;   /* stacked firing_counters */

    int          maxtransdepth ;  /* allocated len of above arrays */

} AfterTriggersData ;

 

在 StartTransaction 方法里主要干了上面这些事并设置了记录事务状态的结构 CurrentTransactionState 的成员，其中有一个成员 TransState state ， TransState 是枚举类型，表示事务状态，其定义如下：

/*

  *  transaction states - transaction state from server perspective

  */

typedef enum TransState

{

    TRANS_DEFAULT ,              /* idle */

    TRANS_START ,                /* transaction starting */

    TRANS_INPROGRESS ,           /* inside a valid transaction */

    TRANS_COMMIT ,               /* commit in progress */

    TRANS_ABORT ,                /* abort in progress */

    TRANS_PREPARE                /* prepare in progress */

} TransState ;

 

好了，这节就到这儿。

 

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