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

吉佳

       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"BackgroundWriter Data"。返回ShmemInitStruct()，再调用ShmemAlloc()在共享内存上给"BackgroundWriter Data"相关结构（见下面“BackgroundWriter 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 fieldlater; not needed yet */

　　

} BgWriterRequest;

　　

 

　　

typedef struct

　　

{

　　

    pid_t      bgwriter_pid; /* PID of bgwriter(0 if notstarted) */

　　

 

　　

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

　　

 

　　

    int        ckpt_started; /* advances whencheckpoint starts */

　　

    int        ckpt_done;    /*advances when checkpoint done */

　　

    int        ckpt_failed;  /* advances whencheckpoint fails */

　　

 

　　

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

　　

 

　　

    uint32     num_backend_writes;      /* countsnon-bgwriterbuffer writes */

　　

    uint32     num_backend_fsync;       /* countsnon-bgwriterfsynccalls */

　　

 

　　

    int        num_requests; /* current # ofrequests */

　　

    int        max_requests; /* allocatedarray 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