PostgreSQL服务过程中的那些事二：Pg服务进程处理简单查询三：获取内存快照
话说查询“selectcname, comp from test1, test2 where test1.id=test2.id;” 发送到服务器端，走查询分支exec_simple_query，先调用start_xact_command初始化了事务管理相关对象和资源，接着调用pg_parse_query，通过Lex和Yacc对传入SQL语句进行词法语法解析，生成解析树。下来调用GetTransactionSnapshot方法做内存快照。内存快照和事务隔离级别紧密相关，其中可重复读和序列化隔离级别每个数据库事务使用一个快照，读未提交和读已提交隔离级别每个语句使用一个快照。序列化隔离级别除快照外还使用predicate锁。1
下面是做内存快照的调用序列图。
Postgres服务进程简查之开始事务调用序列图
上图红色方框中显示了获取内存快照的方法调用过程，在GetSnapshotData方法中根据事务隔离级别等情况获取相应快照，一般可优化语句（增、删、查、改）都需要快照，然后注册相应快照。下面是获取快照方法GetTransactionSnapshot的流程图。
GetTransactionSnapshot方法流程图
GetTransactionSnapshot()方法根据事务隔离级别 分别处理取快照的情况。如果事务隔离级别是读未提交、读已提交，调用GetSnapshotData(&CurrentSnapshotData)方法获取一个快照赋给CurrentSnapshot，返回CurrentSnapshot。如果事务隔离级别是可重复读或序列化，且是事务里第一次获取快照，直接返回CurrentSnapshot；不是第一次且是可重复读 事务隔离级别，调用GetSnapshotData(&CurrentSnapshotData) 方法获取一个快照赋给CurrentSnapshot，然后调用RegisterSnapshotOnOwner(CurrentSnapshot, TopTransactionResourceOwner)方法在资源管理器TopTransactionResourceOwner里注册这个快照；不是第一次且是序列化 事务隔离级别，调用RegisterSerializableTransaction(&CurrentSnapshotData)方法，根据需要调用GetSnapshotData方法获取快照并调用RegisterSnapshotOnOwner方法在资源属主TopTransactionResourceOwner上注册快照，并初始化一个可序列化事务SERIALIZABLEXACT结构和哈西表。最后，不管什么情况都返回当前快照，调用PushActiveSnapshot方法，把这个快照推入由ActiveSnapshotElt构成的“活跃快照”栈。
在pg里快照就是数据结构SnapshotData，定义如下，表示某个时刻内存里对象的状态，下面是快照SnapshotData结构定义：
typedef struct SnapshotData
{
SnapshotSatisfiesFunc satisfies; /* tuple test function */
/*
* The remaining fields areused only for MVCC snapshots, and are normally
* just zeroes in specialsnapshots. (But xminand xmaxare used
* specially byHeapTupleSatisfiesDirty.)
*
* An MVCC snapshot cannever see the effects of XIDs >= xmax. It can see
* the effects of all older XIDs except thoselisted in the snapshot.
xmin
* is stored as anoptimization to avoid needing to search the XID arrays
* for most tuples.
*/
TransactionId xmin; /* all XID < xminare visible to me */
TransactionId xmax; /* all XID >= xmaxare invisible to me */
uint32 xcnt; /* # of xactidsin xip[] */
TransactionId *xip; /* array of xactIDs in progress */
/* note: all idsin xip[]satisfy xmin<= xip < xmax*/
int32 subxcnt; /* # of xactidsin subxip[] */
TransactionId *subxip; /* array of subxactIDs in progress */
bool suboverflowed; /* has the subxiparray overflowed?*/
bool takenDuringRecovery; /*recovery-shaped snapshot? */
/*
* note: all idsin subxip[]are >= xmin, but we don't bother filtering
* out any that are >= xmax
*/
CommandId curcid; /* in my xact, CID < curcidare visible*/
uint32 active_count; /* refcounton ActiveSnapshot stack*/
uint32 regd_count; /* refcountonRegisteredSnapshotList */
bool copied; /* false if it's a static snapshot */
} SnapshotData;
这里面最复杂的是在序列化隔离级别下事务的正常运转，部分体现在RegisterSerializableTransaction方法调用了RegisterSerializableTransactionInt方法，其流程图在下面
RegisterSerializableTransactionInt流程图
RegisterSerializableTransactionInt里，利用predicatelock相关的哈西表，PredXactListData、PredXactListElementData等组成的链表结构，RWConflictPoolHeaderData、RWConflictData等组成的链表结构等一起管理predicate lock和serializablexact结构，（具体个数据结构参见《PostgreSQL启动过程中的那些事七：初始化共享内存和信号九：shmem中初始化Predicate锁》）利用可序列化快照隔离（Serializable SnapshotIsolation (SSI)），实现了事务的完全可序列化隔离级别，以支持该事务隔离级别下事务的正常运转。
利用可序列化快照隔离（Serializable Snapshot Isolation (SSI)）的相关情况最初是在下面的论文里描述：
MichaelJ. Cahill, UweR枚hm, and AlanD. Fekete. 2008.
Serializableisolation for snapshot databases.
InSIGMOD '08: Proceedings of the 2008 ACM SIGMOD
internationalconference on Management of data,
pages729-738, New York, NY, USA. ACM.
http://doi.acm.org/10.1145/1376616.1376690
在下面的博士论文里做了进一步阐述。
MichaelJames Cahill. 2009.
SerializableIsolation for Snapshot Databases.
SydneyDigital Theses.
University of Sydney, School of Information Technologies.
http://hdl.handle.net/2123/5353
就到这儿吧。
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