資料庫體系結構-程式和記憶體結構（Process and Memory Architecture）

• 程式結構

伺服器程式postmaster

後臺工作程式

後端程式

• 記憶體結構

本地記憶體區

work_mem

maintenance_work_mem

temp_buffers

共享記憶體區

shared buffer pool

WAL buffer

commit log

• 資料庫啟動過程
  
• 資料庫連線過程
  

PostgreSQL是一個client/server架構rdbms，一個伺服器上執行多個程式。

1、程式結構

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Postgres Server Process（postmaster）--pg的主程式，也是父程式，後端程式和後臺工作程式都是由server process fork派生出來；同時具有監聽的功能

Background Processes--後臺工作程式，實現資料庫的功能及管理

logger process--日誌收集程式，將日誌資訊輸出到日誌檔案

checkpointer process--檢查點程式，執行檢查點

writer process--後臺寫程式，將shared buffer中的資料寫入磁碟

wal writer process--後臺wal日誌寫程式，將walbuffer中的日誌流寫入磁碟

autovacuum launcher process--自動清理程式，清理版本資料，向postmaster主程式申請呼叫autovacuum程式

archiver process--歸檔程式，歸檔wal日誌

stats collector process--統計資訊收集進（pg_stat_database、pg_stat_activity）

logical replication，wal sender process等其他程式
backed process--後端程式求，用來處理客戶端連線請服務

pg postgres [local] idle--本地登陸程式

pg postgres 192.168.6.1(53171) idle--遠端登陸程式

pg postgres 192.168.6.1(51846) idle intransaction--遠端登陸程式，程式中事務未完成

eg 
[root@pg ~]# pstree -ap |grep post |grep -v grep
|-postmaster,889 -D /opt/postgres/data
| |-postmaster,906 
| |-postmaster,990 
| |-postmaster,991 
| |-postmaster,992 
| |-postmaster,993 
| |-postmaster,994 
| |-postmaster,995 
| |-postmaster,996
| |-postmaster,1249 
| |-postmaster,1301
| `-postmaster,1428`
[root@pg ~]# ps -ef |grep postgres |grep -v grep
pg 889 1 0 09:44 ? 00:00:00 /opt/postgres//bin/postmaster -D /opt/postgres/data
pg 906 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: logger process 
pg 990 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: checkpointer process 
pg 991 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: writer process 
pg 992 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: wal writer process 
pg 993 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: autovacuum launcher process 
pg 994 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: archiver process 
pg 995 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: stats collector process 
pg 996 889 0 09:44 ? 00:00:00 postgres: bgworker: logical replication launcher 
pg 1249 889 0 09:51 ? 00:00:00 postgres: pg postgres [local] idle
pg 1301 889 0 10:18 ? 00:00:00 postgres: pg postgres 192.168.6.1(51846) idle in transaction
pg 1428 889 0 11:03 ? 00:00:00 postgres: pg postgres 192.168.6.1(53171) idle
[root@pg ~]# 
以上以看出，postmaster fork出其他的程式，其中包括必可須的後臺服務程式和後端程式。
注意：
由於所有程式都是由postmster程式派生出來的，不能對程式進行kill操作，否則會造成postmaster重啟，也就是資料庫重啟
殺死後端程式需要使用函式pg_terminate_backend(apid int)
如：
postgres=# select pg_terminate_backend(1301);
pg_terminate_backend 
----------------------
t
(1 row)
postgres=# 

2、記憶體結構

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• Local memory area--每個後端程式自己使用，主要用於查詢

work_mem--用於存放排序和hash結果

maintenance_work_mem--管理工作使用的記憶體，如VACUUM

temp_buffers--儲存臨時表

• Shared memory area--所有程式共同使用，啟動資料庫後分配的記憶體
  

shared buffer pool--存放page，資料庫所有操作都在此記憶體完成

WAL buffer--存放wal日誌流

commit log--存放事務狀態

記憶體大小有引數控制
postgres=# select name,setting,source from pg_settings where name like '%work_mem%';
name | setting | source 
----------------------+---------+---------
autovacuum_work_mem | -1 | default
maintenance_work_mem | 65536 | default
work_mem | 4096 | default
(3 rows)
postgres=# select name,setting,source from pg_settings where name like '%buffer%';
name | setting | source 
----------------+---------+--------------------
shared_buffers | 16384 | configuration file
temp_buffers | 1024 | default
wal_buffers | 512 | override
(3 rows)
知道以上記憶體的作用，進行引數調優

3、資料庫啟動過程

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start資料庫後，首先啟動Postgres Server Process（postmaster），然後分配共享記憶體，分配記憶體後啟動必須的後臺工作程式，postmaster監聽一個埠，等待客戶端連線請求

4、客戶端連線過程

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客戶端程式申請連線資料庫，postmaster監聽連線，通過連線認證後，fork出後臺程式backend process代替客戶端程式運算元據庫