Postgres中tuple的组装与插入

小说:dnf赚人民币作者:石公陵更新时间:2018-11-14字数:42372

海皇淡淡的说道:“你很有天分,若是勤加修炼,一定可以达到我这等高度,甚至超越我等。”

大学生暑假在家做什么

果然那个拍买师一听就惊呆了,拿着锤子地手颤抖着,用力地吞了一口唾沫:“这,这位朋友,你说多少?”
真武大步流星出了凌霄宝殿,殿上众人个个赞叹,果然玉帝圣明,能教众仙同心戮力。

当然这一切都不是让刘皓想法改变的原因,最重要的是刘皓发现这个女人是雏的,虽然是熟透了的水蜜桃,但是却还没有被任何人品尝过。

1.相关的数据类型

我们先看相关的数据类型:

HeapTupleData(src/include/access/htup.h)

typedef struct HeapTupleData
{
    uint32      t_len;          /* length of *t_data */
    ItemPointerData t_self;     /* SelfItemPointer */
    Oid         t_tableOid;     /* table the tuple came from */
    HeapTupleHeader t_data;     /* -> tuple header and data */
} HeapTupleData;

HeapTupleHeaderData(src/include/access/htup_details.h)


struct HeapTupleHeaderData
{
    union
    {
        HeapTupleFields t_heap;
        DatumTupleFields t_datum;
    }           t_choice;

    ItemPointerData t_ctid;     /* current TID of this or newer tuple (or a
                                 * speculative insertion token) */

    /* Fields below here must match MinimalTupleData! */

    uint16      t_infomask2;    /* number of attributes + various flags */

    uint16      t_infomask;     /* various flag bits, see below */

    uint8       t_hoff;         /* sizeof header incl. bitmap, padding */

    /* ^ - 23 bytes - ^ */

    bits8       t_bits[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER];  /* bitmap of NULLs */

    /* MORE DATA FOLLOWS AT END OF STRUCT */
};

t_choice具有2个成员的联合类型:

  • 1.t_heap 用于记录对元组执行插入/删除操作事物ID和命令ID,这些信息主要用于并发控制是检查元组对事物的可见性

  • 2.t_datum一个新的元组在内存中形成的时候,我们不关心事物的可见性,因此在t_choice中需要用DatumTupleFields结构来记录元组的长度等信息,把内存的数据写入到表文件的时候,需要在元组中记录事物和命令ID,因此会把t_choice所占的内存转换成HeapTupleFields结构并且填充响应数据后再进行元组的插入。

t_ctid用于记录当前元组或者新元组的物理位置,块号和块内偏移量,例如(0,1)第一个块内的第一个linp,若tuple被跟新,那么就记录新版本的物理位置。

t_infomask2使用其低11位标识当前tuple的attribute的个数,其他位用于HOT以及tuple可见性的标志位

t_infomask用于标识tuple当前的状态,比如是否有OID,是否空的字段,t_infomask每一位代表一种状态,总共16种。


2.Tuple的构造

构造tuple的函数(src/backend/access/common/heaptuple.c)

HeapTuple
heap_form_tuple(TupleDesc tupleDescriptor,
                Datum *values,
                bool *isnull)

该函数使用给定的values数组和isnull数组来组装生成一个tuple。

该函数的主要流程是先计算整个tuple所需要的长度(这个长度是指tuple中除掉HeapTupleData结构以外的长度。事实上,该长度存储在HeapTupleData的t_len的属性中。)然后以此申请内存,最后根据values和isnull来填充tuple数据。

我们稍微说一下这个t_len的计算。

len = offsetof(HeapTupleHeaderData, t_bits);

首先计算heaptupleheaderdata的长度,这个offsetof计算了从HeapTupleHeaderData的首址到它的成员变量t_bit的偏移量。

所以为什么不直接sizeof(HeapTupleHeaderData)呢?

原因是t_bits描述了NULL的bitmap关系,它的实际长度与列(属性)个数有关,是一个可变的值,

因此,在计算完HeapTupleHeaderData长度的时候,我们便根据是否存在着null列,来计算相应的数据(如下)。

    if (hasnull)
        len += BITMAPLEN(numberOfAttributes);

以及是否有oid:

    if (tupleDescriptor->tdhasoid)
        len += sizeof(Oid);

再加上padding大小(涉及到C语言的数据对齐):

hoff = len = MAXALIGN(len); /* align user data safely */

最后再获取data的长度:

    data_len = heap_compute_data_size(tupleDescriptor, values, isnull);

    len += data_len;

获取了tuple的长度申请好内存后,向里面添加数据,就获得了如下的tuple(结构):

其中,hoff中包括了: 从TupleHeaderData起始位置到t_bits的位置;用户数据是从t_hoff开始,加上b_bits的偏移,以及tableoid的偏移,开始真正存储的。 这些由上图可以得知。

heap_fill_tuple 函数中依据tupledesc中atts所提供的信息来保存数据到相应的位置。att[i]->attlen == -1 当为此种情况时候,表明其是varlen数据,例如varchar之类的数量类型,att[i]->attlen == -2 当为此种情况时候,为cstring,即字符串形式的数据。never needs alignment 无需进行对齐操作。否则,为固定长度的类型。
如果是varlen类型数据时候。还需要使用VARATT_IS_EXTERNAL来判定是否是存储在外存上面。

做好了一条tuple之后,我们还要把它插入到数据库对应的表中才算完事。


3.Tuple的插入

插入tuple到heap的函数

Oid
heap_insert(Relation relation, HeapTuple tup, CommandId cid,
            int options, BulkInsertState bistate)

这个函数还挺复杂的,涉及到了内存和disk的数据交换。内存主要涉及到了缓冲区buffer和lock,对于disk涉及到了FSM映射表和Page。

首先,预处理函数设置元组头部的字段,分配一个OID,并在必要时为元组提供Toast。请注意,在这里heaptup是传进来的tuple,而变量tup是作为一个临时变量存在的。

heaptup = heap_prepare_insert(relation, tup, xid, cid, options);

我们要将元组插入到page,涉及到内存和disk的数据交换,这就要用到buffer。我们知道insert的本质也是先"select"再"insert"。也就是说我们先要找到该表上合适的Page来装这个tuple。因此,我们为该Page申请一个buffer并加上执行锁,将该Page载入申请到的buffer中。注意,此时要插入的tuple并未写到buffer中

buffer = RelationGetBufferForTuple(relation, heaptup->t_len,
                                       InvalidBuffer, options, bistate,
                                       &vmbuffer, NULL);

这样以后,所有的准备工作都做好了,就差临门一脚了。成与不成就在一举了。是不是听起来有点。。。?

是的,我们要进入临界区了,谁都不要打扰我:

START_CRIT_SECTION();

这个语句其实是设置了全局变量CritSectionCount,就相当于信号量了,这里不多说。

然后我们开始写数据吧:

RelationPutHeapTuple(relation, buffer, heaptup,
                         (options & HEAP_INSERT_SPECULATIVE) != 0);

但是话说,真的写了?并没有!你忘了我们postgresql有WAL么?你WAL log都还没写,数据怎么能先到磁盘?

那么这里我们有什么?我们buffer里面有Page,我们"手上"有tuple,好的,我们把tuple放到这个buffer装的Page里面对应的位置上。

就是说,我们的数据还在buffer里。

那么怎么通知Postgres我有脏数据要写啊?

MarkBufferDirty(buffer);

设置buffer为脏,这样Postgres在下次写磁盘(checkpointer)的时候就知道把这个buffer里的数据丢回disk了。

那么,我们也就知道了,接下来我们就要开始准备WAL和数据了。

这里大致用到了这几个函数:

XLogBeginInsert
XLogRegisterData
XLogRegisterBuffer
XLogRegisterBufData
PageSetLSN

好的,WAL也设置好了。(只等插入这条tuple的命令commit之后,WAL数据立即落盘,写到disk上,也就是pg_xlog目录下的WAL段里面。)此时退出临界区。

这个时候要放开buffer了。

最后我们再做一做清理工作,打完收工。

最最最后,实际的元组仍然在内存,不过没事,因为你的查询也是要先走buffer和cache的,所以你已经可以查询到这条数据了。等到系统调用了checkpointer进程,你的数据才真正落了盘,然而,这对你是透明的。

这里关于数据落盘的先后顺序和时机,我还是借网上的两张图吧:
WAL和data进入buffer的时机:

WAL和data写到disk的时机:

好的就是这样~

恩,这次对WAL的插入的分析比较简略,下次我弄清楚了再细说吧各位。

参考文章:

http://blog.jobbole.com/106585/

http://www.cnblogs.com/sangli/p/6404771.html

http://www.jianshu.com/p/a37ceed648a8

编辑:秉北

发布:2018-11-14 02:15:07

当前文章:http://www.leetaemin.cn/content/08-18/68870/content_6275653558.html

找个网上兼职可不可靠 手工十字绣兼职 想知道网上兼职 网上靠谱的兼职 想找网上兼职的工作 入职体检项目 qq网赚签名 腾讯游戏赚q币

79908 82831 47272 46369 74603 7999336775 38164 29308

我要说两句: (0人参与)

发布