PostgreSQL启动过程中的那些事七：初始化共享内存和信号十九：shmem中初始化BTree相关结构

heshao2005

       这一节pg初始化BTree用到的相关结构，通过BTreeShmemInit例程实现。主要是初始化了一个BTVacInfo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BTOneVacInfo vacuums[1]扩充成MaxBackends个（根据默认值100或GUC参数的设置得到）的BTOneVacInfo结构的数组，以供BTree使用。
pg中相关BTree部分实现了Lehman和Yao的高并发B-tree管理算法（P. Lehman and S. Yao,Efficient Locking for Concurrent Operations onB-Trees, ACM Transactions on Database Systems, Vol 6, No. 4, December 1981, pp650-670）。还用了Lanin和Shasha论文里所写的删除逻辑的简化版本（V. Lanin and D. Shasha, A SymmetricConcurrent B-Tree Algorithm, Proceedings of 1986 Fall Joint ComputerConference, pp 380-389）。。
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BTree相关结构方法调用流程图

　　

 

　　
2初始化xlog相关结构
　　
话说main()->…->PostmasterMain()->…->reset_shared() ->CreateSharedMemoryAndSemaphores()>…-> BTreeShmemInit()，调用ShmemInitStruct()，在其中调用hash_search()在哈希表索引"ShmemIndex"中查找"BTree Vacuum State"，如果没有，就在shmemIndex中给"BTree Vacuum State"分一个HashElement和ShmemIndexEnt（entry），在其中的Entry中写上"BTreeVacuum State"。返回ShmemInitStruct()，再调用ShmemAlloc()在共享内存上给"BTreeVacuum State"相关结构（见下面“BTree VacuumState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BTreeShmemInit()，让BTVacInfo *类型静态全局变量btvacinfo指向所分配内存，初始化BTVacInfo结构类型的成员值。
　　
相关结构定义和图见下面：
　　

typedef struct BTOneVacInfo

　　

{

　　

    LockRelId  relid;        /* global identifier of an index */

　　

    BTCycleId  cycleid;      /* cycle ID for its active VACUUM */

　　

} BTOneVacInfo;

　　

 

　　

typedef struct BTVacInfo

　　

{

　　

    BTCycleId  cycle_ctr;    /* cycle ID most recently assigned */

　　

    int        num_vacuums;  /* number ofcurrently active VACUUMs */

　　

    int        max_vacuums;  /* allocatedlength of vacuums[] array */

　　

    BTOneVacInfo vacuums[1]; /* VARIABLE LENGTH ARRAY */

　　

} BTVacInfo;

　　

 

　　

static BTVacInfo *btvacinfo;

　　
 

初始化完BTree Vacuum State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。
　　

 

BTreeVacuum State 相关结构图