数据库体系结构-进程和内存结构（Process and Memory Architecture）

• 进程结构

服务器进程postmaster

后台工作进程

后端进程

• 内存结构

本地内存区

work_mem

maintenance_work_mem

temp_buffers

共享内存区

shared buffer pool

WAL buffer

commit log

• 数据库启动过程
  
• 数据库连接过程
  

PostgreSQL是一个client/server架构rdbms，一个服务器上运行多个进程。

1、进程结构

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Postgres Server Process（postmaster）--pg的主进程，也是父进程，后端进程和后台工作进程都是由server process fork派生出来；同时具有监听的功能

Background Processes--后台工作进程，实现数据库的功能及管理

logger process--日志收集进程，将日志信息输出到日志文件

checkpointer process--检查点进程，执行检查点

writer process--后台写进程，将shared buffer中的数据写入磁盘

wal writer process--后台wal日志写进程，将walbuffer中的日志流写入磁盘

autovacuum launcher process--自动清理进程，清理版本数据，向postmaster主进程申请调用autovacuum进程

archiver process--归档进程，归档wal日志

stats collector process--统计信息收集进（pg_stat_database、pg_stat_activity）

logical replication，wal sender process等其他进程
backed process--后端进程求，用来处理客户端连接请服务

pg postgres [local] idle--本地登陆进程

pg postgres 192.168.6.1(53171) idle--远程登陆进程

pg postgres 192.168.6.1(51846) idle intransaction--远程登陆进程，进程中事务未完成

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出其他的进程，其中包括必可须的后台服务进程和后端进程。
注意：
由于所有进程都是由postmster进程派生出来的，不能对进程进行kill操作，否则会造成postmaster重启，也就是数据库重启
杀死后端进程需要使用函数pg_terminate_backend(apid int)
如：
postgres=# select pg_terminate_backend(1301);
pg_terminate_backend 
----------------------
t
(1 row)
postgres=# 

2、内存结构

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• Local memory area--每个后端进程自己使用，主要用于查询

work_mem--用于存放排序和hash结果

maintenance_work_mem--管理工作使用的内存，如VACUUM

temp_buffers--存储临时表

• Shared memory area--所有进程共同使用，启动数据库后分配的内存
  

shared buffer pool--存放page，数据库所有操作都在此内存完成

WAL buffer--存放wal日志流

commit log--存放事务状态

内存大小有参数控制
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)
知道以上内存的作用，进行参数调优

3、数据库启动过程

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start数据库后，首先启动Postgres Server Process（postmaster），然后分配共享内存，分配内存后启动必须的后台工作进程，postmaster监听一个端口，等待客户端连接请求

4、客户端连接过程

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客户端进程申请连接数据库，postmaster监听连接，通过连接认证后，fork出后台进程backend process代替客户端进程操作数据库