PostgreSQL启动机制

一、启动流程模块

Postgresql启动流程模块划分。启动时首先会创建内存上下文TopMemoryContext作为内存的root，之后的内存都在这个下进行分配；然后设置一些LC_*系统变量；检查不能在root下运行postgres；然后进入4个分支：--boot为initdb进行初始化数据库的时候调用流程；--describle-config获取配置项值就退出；--single为单进程模式启动；PostmasterMain为正常启动PG时的调用流程。

1、PostmasterMain函数首先会调InitProcessGlobals，主要完成动作是获取master进程的PID，由MyProcPid保存，获取此时的时间戳即启动时间MyStartTime。

2、创建内存上下文：在TopMemoryContext中创建内存上下文PostmasterContext

3、将当前内存上下文CurrentMemoryContext置为PostmasterContext

4、注册signal信号处理函数

5、InitializeGUCOptions初始化系统变量的默认值，此时还未读取配置文件

6、一个while循环解析命令行参数

7、SelectConfigFiles读取配置文件postgresql.conf

8、checkDataDir检查data目录；checkControlFile检查pg_control文件是否存在

9、ChangeToDataDir，chdir到data目录

10、创建postmaster.pid文件并写入PID

11、LocalProcessControlFile读取pg_control文件

12、如果指定使用SSL，则调用secure_initialize对ssl库的一些处理

13、process_shared_preload_libraries加载shared_preload_libraries配置的.so库

14、InitializeMaxBackends设置最多能有多少个后台进程：MaxBackends = MaxConnections + autovacuum_max_workers + 1 + max_worker_processes + max_wal_senders;

15、reset_shared创建共享内存以及semaphores

16、set_max_safe_fds设置max_safe_fds

17、RemovePgTempFiles删除临时文件

18、RemovePromoteSignalFiles删除promote、fallback_promote文件

19、RemoveLogrotateSignalFiles删除logrotate文件

20、删除current_logfiles文件

21、SysLogger_Start启动错误日志进程logger

22、pgstat_init初始化stats采集系统，不启动进程，只初始化一些资源

23、load_hba加载hba.conf文件

24、load_ident加载pg_ident.conf文件

25、StartupDataBase启动startup、checkpoint等后台进程

26、ServerLoop进入死循环，监听来自客户端的连接请求，一旦有连接请求，则fork出一个进程与客户端进行交互。

二、startup进程

1、现象

异常关闭后，重启后一直打印starting up，持续时间很长。并且，异常关闭前没有大量write的业务，也就是说没有需要大量恢复的redo日志。那么时间耗费在哪里了？

2、通过pstack工具，定位到堆栈在StartupXLOG->SyncDataDirectory这个函数中

3、原理分析

crash后再次重启，需执行2个动作：创建新的WAL文件时，pg_wal目录可能仍然残留临时WAL文件，因此重启时需要执行清理动作；

write data后，可能存在发起fsync但是还没执行。因此断点后可能造成丢失数据，为了避免这种事情发生，需要fsync整个data目录。

StartupXLOG:

if (ControlFile->state != DB_SHUTDOWNED &&

ControlFile->state != DB_SHUTDOWNED_IN_RECOVERY){

RemoveTempXlogFiles();//删除xlogtemp开头的临时文件

SyncDataDirectory();

}

SyncDataDirectory

lstat("pg_wal", &st);

//对目录进行递归，进行pre_sync_fname动作

walkdir(".", pre_sync_fname, false, DEBUG1);

walkdir("pg_tblspc", pre_sync_fname, true, DEBUG1)

walkdir(".", datadir_fsync_fname, false, LOG);

walkdir("pg_tblspc", datadir_fsync_fname, true, LOG);

walkdir->opendir

->readdir

->lstat

->pre_sync_fname | datadir_fsync_fname

pre_sync_fname:

open

pg_flush_data->sync_file_range(fd,0,0,SYNC_FILE_RANGE_WRITE)

close

datadir_fsync_fname->fsync_fname_ext

open

pg_fsync->fsync

close