話說啟動進程調(diào)用StartupXLOG啟動xlog，根據(jù)情況，如果需要就排除系統(tǒng)故障引起的數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)，做相應(yīng)的REDO或UNDO，然后創(chuàng)建一個檢查點，把所有共享內(nèi)存磁盤緩沖和提交數(shù)據(jù)緩沖寫并文件同步到磁盤、把檢查點插入xlog文件、更新控制文件，使數(shù)據(jù)庫達到一種狀態(tài) 。

這節(jié)接著討論啟動進程在創(chuàng)建檢查點時調(diào)用的 CheckPointGuts 方法（在創(chuàng)建重啟點時也會調(diào)用這個方法）。 CheckPointGuts 方法功能是刷出所有共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)到磁盤并做文件同步，共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)包括 clog 、 subtrans 、 multixact 、 predicate 、 relationmap 、 buffer （數(shù)據(jù)文件）和 twophase 相關(guān)數(shù)據(jù)。 CheckPointGuts 方法定義和“ CheckPointGuts 方法調(diào)用序列圖 ”見下面。

static void

CheckPointGuts(XLogRecPtrcheckPointRedo, int flags)

{

CheckPointCLOG();

CheckPointSUBTRANS();

CheckPointMultiXact();

CheckPointPredicate();

CheckPointRelationMap();

CheckPointBuffers(flags); /* performs all required fsyncs */

/* We deliberately delay 2PC checkpointingas long as possible */

CheckPointTwoPhase(checkPointRedo);

}

CheckPointGuts 方法調(diào)用序列圖

CheckPointGuts 方法主要是通過調(diào)用提交事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointClog ，子事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointSUBTRANS ，多事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointMultiXact ，支持序列化事務(wù)隔離級別的謂詞鎖模塊的方法 CheckPointPredicate ，目錄 / 系統(tǒng)表到文件節(jié)點映射模塊的方法 CheckPointRelationMap ，緩存管理器的方法 CheckPointBuffers ，兩階段提交模塊的方法 CheckPointTwoPhase 把共享內(nèi)存里的數(shù)據(jù)刷出并文件同步到磁盤。

其中 提交事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointClog 、 子事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointSUBTRANS 、多事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointMultiXact 、多事務(wù)日志管理器的方法 CheckPointMultiXact 、支持序列化事務(wù)隔離級別的謂詞鎖模塊的方法 CheckPointPredicate 最后都調(diào)用了 SLRU 模塊的 SimpleLruFlush 方法，把相關(guān)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)寫到磁盤，并調(diào)用 pg_fsync 方法把相關(guān)內(nèi)容文件同步到磁盤上對應(yīng)文件。

在緩存管理器的方法 CheckPointBuffers ，兩階段提交模塊的方法 CheckPointTwoPhase 里，因為沒有使用 SLRU 算法，直接調(diào)用 pg_fsync 方法把相關(guān)內(nèi)容文件同步到磁盤上對應(yīng)文件。

在目錄 / 系統(tǒng)表到文件節(jié)點映射模塊的方法 CheckPointRelationMap 里，在釋放 RelationMappingLock 時，會完成共享內(nèi)存里相關(guān)系統(tǒng)表和對應(yīng)物理文件映射的文件同步到磁盤工作。

我們看一下各種日志管理，日志對數(shù)據(jù)庫是至關(guān)重要的一部分，出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，數(shù)據(jù)庫通過重放日志恢復(fù)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)庫一致性和完整性。

Pg 里有 XLOG 、 CLOG 、 SUBTRANS LOG 、 MultiXactID LOG 四種事務(wù)日志， XLOG 是事務(wù)日志，就是平時常說的 REDOLOG ，記錄了事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫的過程信息和事務(wù)最終狀態(tài)； CLOG 是 XLOG 里事務(wù)的提交狀態(tài)日志； SUBTRANS 是子事務(wù)日志， 為每一個事務(wù)存儲父事務(wù)ID。這是嵌套事務(wù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)部分， SUBTRANS 僅需要為當(dāng)前打開的事務(wù)記住信息，沒有必要在崩潰并重啟后保留數(shù)據(jù)； MultiXactID 是組合事務(wù)日志，由一組事務(wù) ID 組成， 是共享行鎖 shared-row-lock 實現(xiàn)的基礎(chǔ)部分，共享鎖鎖住的元組在其Xmax字段存儲MultiXactId。各種日志都存放在對應(yīng)的日志文件里。

有了文件就有了I/O，為了降低I/O開銷，pg設(shè)置了各種日志的緩存區(qū)，由對應(yīng)的日志管理器管理日志的寫、文件同步和讀等日志維護工作。Pg使用簡單最近最少使用（SLRU）算法來管理事務(wù)日志。使用輕量鎖LWLock的 ControlLock 鎖保護整個緩沖區(qū)，其中的每個緩沖塊（默認(rèn)8K）還有一個LWLock鎖保護，以控制并發(fā)操作。SLRU及事務(wù)日志的部分相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在下面。

為CLOG控制鏈接到共享內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

static SlruCtlData ClogCtlData;

#define ClogCtl (&ClogCtlData)

為SUBTRANS控制鏈接到共享內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

static SlruCtlData SubTransCtlData;

#define SubTransCtl (&SubTransCtlData)

為MultiXact控制鏈接到共享內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

static SlruCtlData MultiXactOffsetCtlData;

static SlruCtlData MultiXactMemberCtlData;

#define MultiXactOffsetCtl (&MultiXactOffsetCtlData)

#define MultiXactMemberCtl (&MultiXactMemberCtlData)

typedef SlruCtlData * SlruCtl ;

/* SlruCtlData 是指向共享內(nèi)存里的活躍信息的非共享結(jié)構(gòu) */

typedef struct SlruCtlData

{

SlruShared shared ;

/* 這個標(biāo)志告訴 是否文件同步寫（ pg_clog 和 multixact 成員是 true,pg_subtrans 和 pg_notify 是 false ） */

bool do_fsync ;

/* 為截斷目的決定兩個頁號哪一個是更舊的。為了用 包裹 XID 算法（ with wraparound XID arithmetic ）做正確的事，這兒我們需要用事務(wù) ID 比較 */

bool (* PagePrecedes ) ( int , int );

/* 在 SimpleLruInit 期間目錄被設(shè)置，并且從那以后不變。因為它總是相同的，它不必放到共享內(nèi)存里。 */

char Dir [64];

} SlruCtlData ;

共享內(nèi)存狀態(tài)

typedef struct SlruSharedData

{

LWLockId ControlLock ;

/* 由這個 SLRU 結(jié)構(gòu)管理的緩存塊號 */

int num_slots ;

/* 持有每一個緩存槽信息的數(shù)組。當(dāng)狀態(tài)是 EMPTY 時 緩存頁 / 塊號是未定義的，當(dāng)作

page_lru_count 。 */

char ** page_buffer ;

SlruPageStatus * page_status ;

bool * page_dirty ;

int * page_number ;

int * page_lru_count ;

LWLockId * buffer_locks ;

/* 在 SLRU 頁 / 塊里的相關(guān)條目的 WAL 刷出 LSN 的可選數(shù)組。如果不是 0/NULL ，在寫緩存頁 / 塊前 我們必須刷出 WAL （ pg_clog 是 true ， multixact 、 pg_subtrans 、 pg_notify 是 false ）。 Group_lsn[] 每緩存頁 / 塊槽有 lsn_groups_per_page 條目，在這個槽的緩存頁 / 塊上 為 SLRU 條目的一個臨近組 每一個緩存頁 / 塊槽 包含最高已知 LSN 。 */

XLogRecPtr * group_lsn ;

int lsn_groups_per_page ;

/* 我們通過設(shè)置 page_lru_count[ slotno ] = ++cur_lru_count 標(biāo)記頁“最近使用”；最老舊頁因此是有表達式 cur_lru_count - page_lru_count[ slotno ] 值最高 / 大的那一個。這個數(shù)事實上包裹，但這個計算仍然工作 和緩存頁 / 塊的年齡（超過了 INT_MAX 數(shù)）一樣長。 */

int cur_lru_count ;

/* latest_page_number 是當(dāng)前日志結(jié)尾的頁 / 塊號；這不是嚴(yán)格的數(shù)據(jù)，因為我們僅用它避免包裹 swapping 出了最后的頁 / 塊。 */

int latest_page_number ;

} SlruSharedData ;

typedef SlruSharedData * SlruShared ;

/* 頁狀態(tài)代碼。注意這不包含 "dirty" 位。僅在 VALID 或者 WRIT_IN_PROGRESS 狀態(tài)里 page_dirty 能是 true ；在后面的例子 / 情況里 它暗示 從這次寫開始后頁又被搞臟 */

typedef enum

{

SLRU_PAGE_EMPTY , /* buffer is not in use */

SLRU_PAGE_READ_IN_PROGRESS , /* page is beingread in */

SLRU_PAGE_VALID , /* page is valid and not being written */

SLRU_PAGE_WRITE_IN_PROGRESS /* page is beingwritten out */

} SlruPageStatus ;

SLRU 算法的緩存區(qū)操作在下面，其中包括了本節(jié)多次調(diào)用的 SimpleLruFlush 方法，將緩存數(shù)據(jù)刷出并文件同步到磁盤。

extern Size SimpleLruShmemSize ( int nslots, int nlsns);

extern void SimpleLruInit ( SlruCtl ctl, const char *name, int nslots, int nlsns,

LWLockId ctllock, const char *subdir);

extern int SimpleLruZeroPage ( SlruCtl ctl, int pageno);

extern int SimpleLruReadPage ( SlruCtl ctl, int pageno, bool write_ok,

TransactionId xid);

extern int SimpleLruReadPage_ReadOnly ( SlruCtl ctl, int pageno,

TransactionId xid);

extern void SimpleLruWritePage ( SlruCtl ctl, int slotno);

extern void SimpleLruFlush ( SlruCtl ctl, bool checkpoint);

extern void SimpleLruTruncate ( SlruCtl ctl, int cutoffPage);

extern bool SlruScanDirectory ( SlruCtl ctl, int cutoffPage, bool doDeletions);

就到這兒吧。

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PostgreSQL啟動過程中的那些事十六：啟動進程三：CheckPointGuts刷出共享內(nèi)存里所有數(shù)據(jù)