postgresql 后台进程及内存结构

1.postgresql 后台进程

1.1 主进程postmaster:/data/postgresql/postgresdir/bin/postgres

主进程postmaster 是整个数据库实例的总控进程，负责启动和关闭数据库实例。

1.2 logger 系统日志进程

只有在参数logging_cllect 设置为“on”时，主进程才会启动logger 辅助进程。其通过postmaster进程、所有服务进程及其他辅助进程收集所有的stderr 输出，并将其输出写入日志文件。

1.3 checkpointer 检查点进程

checkpoint就是一个事务顺序的记录点，checkpoint主要是进行刷脏页，redo时会参考checkpoint进行日志回放。除了刷脏之外还会更新一些位点信息，清理一些不再需要的wal。用来保证数据的一致性和完整性。

什么时候数据库才会进行checkpoint？

a. 超级用户手动执行checkpoint命令

b. 参数checkpoint_timeout中指定的间隔（默认300秒）

c. 写入WAL的数据量已达到参数max_wal_size（默认值：1GB）

d. online backup开始的时候

e. 执行pg_start_backup函数时

f. 在实例关闭时（除了pg_ctl stop -m命令执行）

e. 在进行数据库配置时（例如CREATE DATABASE / DROP DATABASE语句）

当执行checkpoint时，数据库主要完成以下几个工作：

a. 识别shared buffers中所有的脏页

b. 将脏页写入相应的数据文件

c. 确保修改后的文件通过fsync()写入到磁盘

1.4 background writer 后台写进程

background writer 进程是把共享内存中的脏页写到磁盘上的进程。当向数据库中插入或更新数据时，并不会马上把数据持久化到数据文件中。主要是为了提高插入、更新、删除数据的性能。

1.5 walwriter 预写式日志写进程

walwriter 是写wal 日志的进程。在修改数据之前必须把这些修改操作记录到磁盘中，这样后面更新实际数据时就不需要实时地把数据持久化到文件中了。如果机器突然宕机或数据库异常退出，导致一部分内存中的脏数据没有及时地刷新到文件中，在数据库重启后，通过读取wal 日志把最后一部分的wal 日志重新执行一遍，就可以将数据库恢复到宕机时的状态。

1.6 autovacuum launcher 自动清理进程

对表进行delete 操作后，原有数据并不会立刻删除，而且在更新数据时，页并不会在原有数据上做更新，而是会新生成一行数据，原有数据只是会标记为删除状态，只有在没有并发的其他事务读到这些旧数据时，才会将其删除。

1.7 stats collector 统计数据收集进程

主要做数据的收集统计，收集的信息主要用于查询优化时的代价估算，这些信息包括在一个表和索引上进行了多少次插入、更新和删除操作，，磁盘块读写的次数以及行的读取次数。pg_statistic表。

1.8 logical replication launcher

用于逻辑复制，订阅者通过 logical replication launcher进程向发布者订阅表的更新并获取更新。

1.9 archiver 归档进程

wal 日志会循环使用，较早的wal 日志会被覆盖。归档进程会在覆盖前把wal 日志备份出来。pg 数据库可以利用 PITR 技术利用全量备份和wal 归档日志，把数据恢复到全量备份后的任意时间点。 

2.内存结构

2.1 本地内存

主要存储一些不需要全局存储的数据。主要有以下几个：

临时缓冲区：用于访问临时表的本地缓冲区。

work_mem:内部排序操作和hash 表在使用临时磁盘文件之前的内存缓冲区。

maintenance:在维护性操作（比如vacuum、create index、和alter table ass foreign key 等）中使用的内存缓冲区。

2.2 共享内存

postgresql 启动后会生成一块共享内存，主要用于数据块的缓冲区，以提高读写性能。wal日志缓冲区和clog (commit log) 缓冲区也存在于共享内存中。除此之外还有一些全局信息也会保存在共享内存，比如进程信息、锁信息、全局统计信息等。