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

tongyi007

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。

 

 
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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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