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

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

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