【PostgreSQL数据库结构图】
一、PostgreSQL的结构
二、进程简介
pg的服务进程在操作系统中的名字都叫postgres,pg在多用户模式下启动后,用pidof postgres命令可以看到至少6个进程id。
但其实,pg的进程结构是:
单用户模式下只有1个进程postmaster
多用户模式下,有一个postmaster进程,它会启动几个辅助进程,如:
SysLogger(负责系统日志)
PgStat(负责收集数据的统计信息)
AutoVacuum(系统自动清理)
BgWriter(后台写进程)
WalWriter(预写式日志进程)
PgArch(预写式日志归档进程)
Potgres(常驻进程)
管理后端的常驻进程,也称为’postmaster’。其默认监听UNIX Domain Socket和TCP/IP(Windows等,一部分的平台只监听tcp/ip)的5432端口,等待来自前端的的连接处理。监听的端口号可以在PostgreSQL的设置文件postgresql.conf里面可以改。
一旦有前端连接过来,postgres会通过fork(2)生成子进程。没有Fork(2)的windows平台的话,则利用createProcess()生成新的进程。这种情形的话,和fork(2)不同的是,父进程的数据不会被继承过来,所以需要利用共享内存把父进程的数据继承过来。
Postgres(子进程)
子进程根据pg_hba.conf定义的安全策略来判断是否允许进行连接,根据策略,会拒绝某些特定的IP及网络,或者也可以只允许某些特定的用户或者对某些数据库进行连接。
Postgres会接受前端过来的查询,然后对数据库进行检索,最好把结果返回,有时也会对数据库进行更新。更新的数据同时还会记录在事务日志里面(PostgreSQL称为WAL日志),这个主要是当停电的时候,服务器当机,重新启动的时候进行恢复处理的时候使用的。另外,把日志归档保存起来,可在需要进行恢复的时候使用。在PostgreSQL 9.0以后,通过把WAL日志传送其他的postgreSQL,可以实时得进行数据库复制,这就是所谓的‘数据库复制’功能。
其他的进程
Postgres之外还有一些辅助的进程。这些进程都是由常驻postgres启动的进程。
Writer process
Writer process在适当的时间点把共享内存上的缓存写往磁盘。通过这个进程,可以防止在检查点的时候(checkpoint),大量的往磁盘写而导致性能恶化,使得服务器可以保持比较稳定的性能。Background writer起来以后就一直常驻内存,但是并非一直在工作,它会在工作一段时间后进行休眠,休眠的时间间隔通过postgresql.conf里面的参数bgwriter_delay设置,默认是200微秒。
这个进程的另外一个重要的功能是定期执行检查点(checkpoint)。
检查点的时候,会把共享内存上的缓存内容往数据库文件写,使得内存和文件的状态一致。通过这样,可以在系统崩溃的时候可以缩短从WAL恢复的时间,另外也可以防止WAL无限的增长。 可以通过postgresql.conf的checkpoint_segments、checkpoint_timeout指定执行检查点的时间间隔。
WAL writer process
WAL writer process把共享内存上的WAL缓存在适当的时间点往磁盘写,通过这样,可以减轻后端进程在写自己的WAL缓存时的压力,提高性能。另外,非同步提交设为true的时候,可以保证在一定的时间间隔内,把WAL缓存上的内容写入WAL日志文件。
Archive process
Archive process把WAL日志转移到归档日志里。如果保存了基础备份以及归档日志,即使实在磁盘完全损坏的时候,也可以回复数据库到最新的状态。
stats collector process
统计信息的收集进程。收集好统计表的访问次数,磁盘的访问次数等信息。收集到的信息除了能被autovaccum利用,还可以给其他数据库管理员作为数据库管理的参考信息。
Logger process
把postgresql的活动状态写到日志信息文件(并非事务日志),在指定的时间间隔里面,对日志文件进行rotate.
Autovacuum启动进程
autovacuum launcher process是依赖于postmaster间接启动vacuum进程。而其自身是不直接启动自动vacuum进程的。通过这样可以提高系统的可靠性。
自动vacuum进程
autovacuum worker process进程实际执行vacuum的任务。有时候会同时启动多个vacuum进程。
wal sender / wal receiver
wal sender 进程和wal receiver进程是实现postgresql复制(streaming replication)的进程。Wal sender进程通过网络传送WAL日志,而其他PostgreSQL实例的wal receiver进程则接收相应的日志。Wal receiver进程的宿主PostgreSQL(也称为Standby)接受到WAL日志后,在自身的数据库上还原,生成一个和发送端的PostgreSQL(也称为Master)完全一样的数据库。