受支持版本: 当前版本 (18) / 17 / 16 / 15 / 14
开发版本: devel

Part VII. 内部

本部分包含一些可能对PostgreSQL开发人员有用的各类信息。

Table of Contents

50. PostgreSQL 内部概述
50.1. 查询的路径
50.2. 连接是如何建立的
50.3. 解析器阶段
50.4. PostgreSQL 规则系统
50.5. 规划器/优化器
50.6. 执行器
51. 系统目录
51.1. 概述
51.2. pg_aggregate
51.3. pg_am
51.4. pg_amop
51.5. pg_amproc
51.6. pg_attrdef
51.7. pg_attribute
51.8. pg_authid
51.9. pg_auth_members
51.10. pg_cast
51.11. pg_class
51.12. pg_collation
51.13. pg_constraint
51.14. pg_conversion
51.15. pg_database
51.16. pg_db_role_setting
51.17. pg_default_acl
51.18. pg_depend
51.19. pg_description
51.20. pg_enum
51.21. pg_event_trigger
51.22. pg_extension
51.23. pg_foreign_data_wrapper
51.24. pg_foreign_server
51.25. pg_foreign_table
51.26. pg_index
51.27. pg_inherits
51.28. pg_init_privs
51.29. pg_language
51.30. pg_largeobject
51.31. pg_largeobject_metadata
51.32. pg_namespace
51.33. pg_opclass
51.34. pg_operator
51.35. pg_opfamily
51.36. pg_parameter_acl
51.37. pg_partitioned_table
51.38. pg_policy
51.39. pg_proc
51.40. pg_publication
51.41. pg_publication_namespace
51.42. pg_publication_rel
51.43. pg_range
51.44. pg_replication_origin
51.45. pg_rewrite
51.46. pg_seclabel
51.47. pg_sequence
51.48. pg_shdepend
51.49. pg_shdescription
51.50. pg_shseclabel
51.51. pg_statistic
51.52. pg_statistic_ext
51.53. pg_statistic_ext_data
51.54. pg_subscription
51.55. pg_subscription_rel
51.56. pg_tablespace
51.57. pg_transform
51.58. pg_trigger
51.59. pg_ts_config
51.60. pg_ts_config_map
51.61. pg_ts_dict
51.62. pg_ts_parser
51.63. pg_ts_template
51.64. pg_type
51.65. pg_user_mapping
52. 系统视图
52.1. 概述
52.2. pg_aios
52.3. pg_available_extensions
52.4. pg_available_extension_versions
52.5. pg_backend_memory_contexts
52.6. pg_config
52.7. pg_cursors
52.8. pg_file_settings
52.9. pg_group
52.10. pg_hba_file_rules
52.11. pg_ident_file_mappings
52.12. pg_indexes
52.13. pg_locks
52.14. pg_matviews
52.15. pg_policies
52.16. pg_prepared_statements
52.17. pg_prepared_xacts
52.18. pg_publication_tables
52.19. pg_replication_origin_status
52.20. pg_replication_slots
52.21. pg_roles
52.22. pg_rules
52.23. pg_seclabels
52.24. pg_sequences
52.25. pg_settings
52.26. pg_shadow
52.27. pg_shmem_allocations
52.28. pg_shmem_allocations_numa
52.29. pg_stats
52.30. pg_stats_ext
52.31. pg_stats_ext_exprs
52.32. pg_tables
52.33. pg_timezone_abbrevs
52.34. pg_timezone_names
52.35. pg_user
52.36. pg_user_mappings
52.37. pg_views
52.38. pg_wait_events
53. 前端/后端协议
53.1. 概述
53.2. 消息流
53.3. SASL认证
53.4. 流复制协议
53.5. 逻辑复制协议
53.6. 消息数据类型
53.7. 消息格式
53.8. 错误和通知消息域
53.9. 逻辑复制消息格式
53.10. 自协议2.0以来的变化总结
54. PostgreSQL 编码约定
54.1. 格式
54.2. 在服务器内部报告错误
54.3. 错误消息风格指南
54.4. 其他编码约定
55. 本地语言支持
55.1. 给翻译者
55.2. 给程序员
56. 编写过程语言调用处理器
57. 编写一个外部数据包装器
57.1. 外部数据包装器函数
57.2. 外部数据包装器回调例程
57.3. 外部数据包装器助手函数
57.4. 外部数据包装器查询规划
57.5. 外部数据包装器中的行锁定
58. 编写一种表采样方法
58.1. 采样方法支持函数
59. 编写自定义扫描提供者
59.1. 创建自定义扫描路径
59.2. 创建自定义扫描计划
59.3. 执行自定义扫描
60. 遗传查询优化器
60.1. 将查询处理看成是一个复杂的优化问题
60.2. 遗传算法
60.3. PostgreSQL 中的遗传查询优化(GEQO
60.4. 进一步阅读
61. 表访问方法接口定义
62. 索引访问方法接口定义
62.1. 索引的基本 API 结构
62.2. 索引访问方法函数
62.3. 索引扫描
62.4. 索引锁定注意事项
62.5. 索引唯一性检查
62.6. 索引开销估计函数
63. 数据库物理存储
63.1. 数据库文件布局
63.2. TOAST
63.3. 空闲空间映射
63.4. 可见性映射
63.5. 初始化分支
63.6. 数据库页面布局
63.7. 堆内元组(HOT
64. 系统目录声明与初始内容
64.1. 系统目录声明规则
64.2. 系统目录初始数据
64.3. BKI 文件格式
64.4. BKI 命令
64.5. bootstrap BKI 文件的结构
64.6. BKI 示例
65. 规划器如何使用统计信息
65.1. 行估计示例
65.2. 多元统计信息示例
65.3. 规划器统计信息与安全
66. 备份清单格式
66.1. 备份清单顶层对象
66.2. 备份清单文件对象
66.3. 备份清单 WAL 范围对象

1. 通用 WAL 记录 #

虽然所有内置的、会生成 WAL 记录的模块都有各自的 WAL 记录类型,但也有一种通用 WAL 记录类型,可以用通用方式描述对页面的更改。

Note

通用 WAL 记录在逻辑解码期间会被忽略。如果扩展需要逻辑解码,请考虑使用自定义 WAL 资源管理器。

用于构造通用 WAL 记录的 API 定义在access/generic_xlog.h中,并在access/transam/generic_xlog.c中实现。

要使用通用 WAL 记录机制执行一次需要写入 WAL 的数据更新,请遵循以下步骤:

  1. state = GenericXLogStart(relation) — 开始为给定关系构造一条通用 WAL 记录。

  2. page = GenericXLogRegisterBuffer(state, buffer, flags) — 注册一个将在当前通用 WAL 记录中被修改的缓冲区。该函数返回一个指向该缓冲区页面临时副本的指针,应在该副本上进行修改(不要直接修改缓冲区内容)。第三个参数是适用于该操作的标志掩码。目前唯一这样的标志是GENERIC_XLOG_FULL_IMAGE,表示应在 WAL 记录中包含整页镜像,而不是增量更新。通常在页面是新的,或者已经被完全重写时,会设置该标志。如果该操作需要修改多个页面,则可以重复调用GenericXLogRegisterBuffer

  3. 对上一步得到的页面镜像施加修改。

  4. GenericXLogFinish(state) — 将更改应用到缓冲区,并发出通用 WAL 记录。

在上述任意步骤之间,都可以调用GenericXLogAbort(state)取消 WAL 记录的构造。这会丢弃对页面镜像副本所做的全部更改。

在使用通用 WAL 记录功能时请注意以下几点:

  • 不允许直接修改缓冲区!所有修改都必须在通过GenericXLogRegisterBuffer()取得的副本上完成。换句话说,生成通用 WAL 记录的代码绝不应自行调用BufferGetPage()。不过,在适当的时机对缓冲区执行 pin/unpin 和 lock/unlock,仍然是调用者的责任。对于每个目标缓冲区,从调用GenericXLogRegisterBuffer()之前开始直到GenericXLogFinish()之后,都必须持有排他锁。

  • 注册缓冲区(步骤 2)和修改页面镜像(步骤 3)可以自由交错进行,也就是说,这两个步骤可以按任意顺序重复。请记住,注册缓冲区的顺序应当与重放时获取其锁的顺序一致。

  • 一个通用 WAL 记录最多能注册MAX_GENERIC_XLOG_PAGES个缓冲区。如果超过这个限制,就会抛出错误。

  • 通用 WAL 假定待修改的页面具有标准布局,尤其是假定pd_lowerpd_upper之间没有有用数据。

  • 由于修改的是缓冲区页面的副本,GenericXLogStart()不会开启临界区。因此,在GenericXLogStart()GenericXLogFinish()之间,可以安全地进行内存分配、抛出错误等操作。唯一真正的临界区位于GenericXLogFinish()内部。此外,也不必担心在错误退出时调用GenericXLogAbort()

  • GenericXLogFinish()会负责将缓冲区标记为脏并设置它们的 LSN。你不需要显式执行这些操作。

  • 对于不记录日志的关系,其他行为都完全相同,只是不会真正发出 WAL 记录。因此,通常不需要专门对不记录日志的关系做任何显式检查。

  • 通用 WAL 的重做函数会按照缓冲区注册的顺序获取这些缓冲区上的排他锁。在重做完所有更改后,这些锁也会按照同样的顺序释放。

  • 如果某个已注册缓冲区未指定GENERIC_XLOG_FULL_IMAGE,通用 WAL 记录中包含的就是旧页面镜像与新页面镜像之间的差异。该差异基于逐字节比较。对于在页面内移动数据的情况,这种表示方式并不十分紧凑,未来可能会改进。

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