二、进程体系与内存布局

进程体系

PostgreSQL是一个多进程体系的DBMS。PostgreSQL服务器由一组服务器进程管理的

PostgreSQL server进程是所有pg相关进程的父进程。
每一个后端进程(Backend process)管理连接端的所有执行语句和状态。
后台进程（Background processes）执行数据库管理的进程，如VACUUM、Checkpoint。
在流复制进程中，主要负责流复制相关操作
在工作者进程(worker process)，可以执行用户的相关处理。

主服务进程

从服务进程

大致布局

Pg服务进程之间使用共享内存来通信。

Postgres服务进程

执行pg_ctl命令行工具，pg服务就会启动。紧接着，会在内存中分配共享内存，并启动若干个后台进程、流复制进程，若有客户端连接，就会启动pg的工作者进程(worker process)。无论何时，只要从客户端接收到新的请求，就会启动一个新的后端进程。

后端进程

有一个客户端连接，就会新fork一个postgres进程；一个TCP连接对应一个进程。一个进程只允许操作一个数据库，连接Pg服务器时，就得在连接配置项指定。 Pg允许同时连接多个客户端，最大客户端连接数在配置文件里设置(max_connections)。 Pg自带没有连接池，但有pgbouncer、pgpool2这类中间件。

后台进程

进程名	描述
background writer	在此进程里，在shared buffer里的脏页数据会被定期写入到硬盘
checkpointer	检查点
autovacuum launcher	定期执行vacuum命令
WAL writer	定期执行写入、刷新wal数据从wal buffer => 硬盘
statistics collector	收集统计信息，像pg_stat_activity或pg_stat_database里存放的数据
logging collector	写错误日志到日志文件
archiver	执行归档操作

内存布局

PostgreSQL的内存布局可分为两个板块

进程内存域，每个后台进程独自分配使用
共享内存域，pg服务进程通用。

后端进程里的内存块

名字
temp_buffers
work_mem
maintenance_work_mem

共享内存里的内存块

名字
shared buffer pool
wal buffer
CommitLog(CLOG)

进程内的内存块

每个后端进程分配了一块内存用于查询处理；每块区域由若干个子域隔离，每个域的大小可能是固定的，也可能是变化的。

子域名称	描述
work_mem	用于 Order by、Distinct、表连接等操作
maintenance_work_mem	执行一些管理操作，如VACUUM、REINDEX
temp_buffers	用于存放临时表

共享内存的内存块

共享内存由Pg服务启动时分配。共享内存里分布多个内存块。

子域名称	描述
shared buffer pool	pg直接从硬盘加载“页”到内存里
wal buffer	为确保数据不会在服务崩溃时丢失，pg采用了wal技术。wal数据（又称为xlog记录）在pg里是事物日志；wal buffer是在wal数据准备写入到硬盘前的缓冲区
commit log	CLOG保持所有事务状态，如in_progress，committed，aborted，用于并发控制

除此之外，PG还分配了若干块用于展示：

访问控制，如信号量、轻量级锁、shared lock、exclusive lock
Checkpointer、autovacuum
保存点(save point)、两阶段提交