2018-04-03|insert流程-检查点(CHECKPOINT)介绍

检查点(CHECKPOINT)简介

CHECKPOINT又名检查点,在oracle中checkpoint的发生意味着之前的脏数据全部写回磁盘,数据库实现了一致性与数据完整性。简单讲postgres中的CHECKPOINT的作用:写脏数据;完成数据库的完整性检查。

PG检查点的类型

Shutdown检查点:在PG实例shutdown时做的检查点

Recovery End检查点:在recovery 结束阶段做的检查点,类似于shutdown检查点,只不过在WAL恢复结束时发起。

Immediate检查点:不仅仅创建检查点,而且会马上做。这类请求一般在比较紧急的情况下,需要马上获取数据库一致状态的情况下。

Force检查点:即使没有xlog变更,也会做。请求这类检查点,往往只是想得到最近的checkpoint location而已。

上面几个检查点,会直接影响检查点的创建以及检查点的完成时机。

Wait检查点:检查点不会马上做,但会一直等待,直到检查点完成。往往比较重要的一些操作,但不是非常紧急的,可以请求该类检查点。尤其是一些DDL操作,对数据一致性要求高于响应时间。


另外,还有一类检查点,这类检查只是作为logging的标识:

xlog检查点:由xlog的消耗引起,产生新xlog文件。

time检查点:由时间elapse引起。

flush检查点:当发起flush 所有pages时发起,包括那些不logging的表。

PG会根据目的以及不同时机,请求相应的检查点。


PG检查点的机理

checkpoint进程由postmaster负责创建。作为postmaster的子进程而存在,为几大重要的后台进程之一。

从下图中,可知postmaster进程号为2694。checkpoint的进程号为2696,其父进程号为2694,即为postmaster。

checkpoint进程图

checkpoint进程挂掉后,postmaster会杀掉所有backend进程,然后逐一恢复后台进程,有点类似于系统被初始化后。可见此进程对数据一致保护的重要性。

因为数据库系统要达到一个目的:即任何已经做过checkpoint的更改,不需要从WAL日志中恢复。这大大加快了数据库系统crash后的恢复速度。

在源码中,checkpoint相关的信息由一个结构体记录,放在共享内存段中:

checkpoint相关源码结构体

它保存了当前checkpoint 的pid,检查点起始位置,检查点完成位置以及检查点类型等信息。另外也维护了一个检查点队列。一般的检查点请求只是创建一个检查点位置,并放到队列中,并不会马上做,检查点调度由另外逻辑来控制。

checkpoint的位点是跟xlog的位置强相关的,其实就是WAL日志的位点。

每当检查完成之时,就必须要求此检查点前的数据更改或者脏页被写入物理磁盘,并持久化。


检查点发送的时机

下列任意条件会导致Checkpoint发生:

shared_buffers中,产生了 checkpoint_segments*16MB 以上的数据。

距离上次Checkpoint发生,经过了 checkpoint_timeout *checkpoint_completion_target 秒。

用户执行Checkpoint 命令。


参考资料:

分析PostgreSQL数据库的检查点

PostgreSQL checkpoint原理

PostgreSQL的Checkpoint 发生的时机

postgresql之checkpoint(检查点)

postgresql使用手册-WAL配置

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