PostgreSQL--内核分析--多进程结构

PostgreSQL数据库---内核源码分析那海蓝蓝：生活点滴，随风拂去第1页/共34页多进程与多线程—PostgreSQL与MySQL结构对比作者：李海翔博客：邮箱：[e-mail]1进程..............................................................................................................................................21.1理解进程..........................................................................................................................21.1.1进程进程的创建...................................................................................................31.1.2进程间的通信方式...............................................................................................41.1.2.1共享内存......................................................................................................61.1.2.2管道..............................................................................................................71.1.2.3信号............................................................................................................111.2Windows系统下进程的使用.....................................................................................131.3Linux系统下进程的使用..........................................................................................152线程............................................................................................................................................172.1线程安全.....................................................................................................................182.2TLS，线程本地存储..................................................................................................202.3线程的创建与使用.....................................................................................................213进程与线程实例........................................................................................................................213.1多进程结构的大型数据库管理系统――PostgreSQL.............................................223.1.1PostgreSQL基本架构........................................................................................233.1.2如何知道PostgreSQL是多进程结构...............................................................243.1.3掌握PostgreSQL进程结构的主要代码...........................................................263.2多线程结构的数据库管理系统――MySQL............................................................263.2.1MySQL基本架构...............................................................................................283.2.2如何知道MySQL是多线程结构......................................................................293.3PostgreSQL与MySQL对比.....................................................................................303.3.1PostgreSQL文件目录的组织............................................................................303.3.1.1整体代码结构.............................................................................................303.3.1.2src主目录下代码结构................................................................................313.3.1.3数据库服务器主要代码结构.....................................................................313.3.2MySQL的文件目录组织...................................................................................333.4PostgreSQL如果线程化如何处理............................................................................34PostgreSQL数据库---内核源码分析那海蓝蓝：生活点滴，随风拂去第2页/共34页1进程进程，何为进程？对于我们写程序的人来讲，代码写好后经编译程序编译（C代码需要链接）等过程，才能运行。这个阶段有时候很繁琐，尤其是编译大型程序集的时候，经常会花费很长时间，如果机器的物理性能好一些的话，编译速度还是可以忍受的。当我们看着自己写的静态代码组合成一个复杂的程序集合时，也许自己会由衷地心生得意：一会，我的程序就可以运行了……我的“程序”？注意，这里有个概念了，“程序”，什么是程序？其实，作为程序员，我们所谓的程序通常指的是静态的“源代码”，而上文提及的“编译程序”是一个静态的源码集合吗？答案是既肯定又否定，此“编译程序”是在操作系统上可执行的实体，已经被编译程序翻译解析、链接程序装配组合过了的、具有编译其他程序代码功能的可执行软件包，这是其静态特性；当其开始编译其他代码时，被调入内存执行，就具有了动态特性。可执行的软件包在执行的过程中，被操作系统调入内存，通过CPU、寄存器等的配合，在微指令系统的调度下被执行，这样的行为方式遵从着冯诺依曼体系结构，但同时，正在被执行的程序也就有了一个表示其在内存中存在的状态的名称――“进程”。1.1理解进程书归正传，我们深入理解一下进程：首先，进程是是一个正在运行的程序的实例，此实例具有一个动态的概念，程序员书写的各种C代码、Java代码、各式脚本代码等，不具有动态的特性，所以充其量只能称为代码段，众多代码段积攒构成完整的语义整体才能被编译使用。未被操作系统调用前，其存在形式只能以静态这个词来描述。与“静”相对的，就是“动”，动静二字描述了生活中万事万物的基本状态，计算机领域很好的把现实生活中存在的概念搬迁到计算机领域里，动静结合，相得益彰。让我们的思绪再飘远一点，讲讲静与动的关系。程序与进程，是静与动的关系。进程执行中，数据与正在执行的可处理数据的进程片段，是静与动的关系。进程处理数据，数据事先给定这种方式和进程动态获取不同数据，是静与动的关系。静与动，在计算机领域普适存在。例如：示例需求：编写测试用例测试strcat函数。解决方式一：测试用例写到测试程序中。解决方式二：测试用例写到文件中，动态读取用例文件进行测试。点评：第一种方式把测试用例集与代码耦合，灵活性不够，修改测试用例需要重新编译代码，显然不好；第二种方式把测试用例集同代码有效分离，更为合适，从而为程序动态获取数据提供了便利支持，这里采用分别对待的思维方式，把动（变化的测试用例）与静（固定的测试程序：实现读测试用例进行测试的功能）的状态区别，有效实现解耦。通过考虑动静的关系，区分动态和静态，极大地增加了灵活性，这，在计算机领域比比PostgreSQL数据库---内核源码分析那海蓝蓝：生活点滴，随风拂去第3页/共34页皆是，再比如，配置文件的使用；命令行参数的多端变化；函数调用的入口参数；C函数指针实现的回调函数；Java的动态类加载机制等等。所以，当有了动态概念存在时，“进程”才得以称为进程。其实，在传统的教科书上，进程（process）没有一个明确的定义，书本只是以解释的方式描述了何为进程。每本书通常都会讲进程的特性以区分进程和程序，故而给出进程的动态性、并发性、独立性等特性，并以讲解进程在其生命周期中状态的变迁而乐此不疲，这似乎很有理论研究的风度，把一个事物翻来覆去里里外外地研究了透，看得学习者崇拜至极，不能自拔（当然，从操作系统的角度研究如何调度进程，则进程的状态区分还是必要的）。许多书籍（多数是操作系统相关书籍），从操作系统的角度出发讲解进程，讲了进程实例在操作系统下被抽象以后的结构组成（PCB结构、正文段、数据段；这是讲进程自我组成，尤其PCB更是为操作系统服务的），讲了进程上下文（用户级上下文、系统级上下文、寄存器上下文；这是讲进程在操作系统这个大环境下同周边环境中的软硬件的关系），讲了操作系统对其的调度方式（创建进程、撤销进程以及实现进程状态变迁），讲了进程间行为（进程间互斥与同步），讲了进程间通信（共享内存、消息、管道等）方式。但是，这种讲解，割裂了理论和实践之间的沟通道路；忽视了实际开发中，程序员对于进程知识掌握的需要；忽视了程序员需要在实践中加强对操作系统深刻认识的需要。所以，我们从进程的创建和通信来了解一下实际编程中会碰到的一些问题。1.1.1进程进程的创建作为申请