Postgresql - 原始碼 - checkpointer process
程式碼位置：
src/backend/postmaster/checkpointer.c
程式碼中的註釋：
檢查指標是Postgres 9.2 的新功能。它處理所有checkpoint。checkpoint在從上一個checkpoint經過一定時間之後自動排程，並且還可以用訊號通知它執行所請求的checkpoint。（每隔這麼多WAL段指定一個checkpoint的GUC引數通過在它們填充WAL段時具有後端訊號來實現；checkpoint本身不監視環境。）
一旦啟動子程序結束，postmaster 就啟動檢查指標，或者如果我們正在進行歸檔恢復，或是隻要恢復開始，檢查指標就啟動。它仍然活著，postmaster 命令它終止。正常終止是 SIGUSR2，它指示檢查指標執行關機checkpoint，然後exit(0) 。（所有的後端必須在 SIGUSR2 釋出之前停止！）SIGQUIT 是緊急終止；與任何後端一樣，檢查指標將簡單地中止並退出SIGQUIT。
如果檢查指標意外地退出，則 postmaster 將此視為後端崩潰：共享記憶體可能損壞，因此剩餘的後端應該被SIGQUIT殺死，然後開始恢復迴圈。（即使共享記憶體沒有損壞，我們也丟失了關於在下一個checkpoint 需要對哪些檔案進行fsync的資訊，因此需要強制重新啟動系統。）
用於檢查指標和後端之間通訊的共享記憶體區域
CKPT計數器允許後端監視他們傳送的checkpoint請求的完成。這就是它的運作方式：
- 在checkpoint開始時，檢查指標讀取（清除）請求標誌並增加 ckpt_started，同時保持 ckpt_lck。
- 在checkpoint完成後，檢查指標將 ckpt_done 設定為等於 ckpt_started。
- 在checkpoint失敗時，檢查指標遞增ckpt_failed ，並將 ckpt_done 設定為等於 ckpt_started。
後端的演算法是：
1. 在保持ckpt_lck的時候，記錄 ckpt_failed 和ckpt_started 的值，並設定請求標誌。
2. 傳送訊號請求checkpoint。
3. sleep直到 ckpt_started 變化。現在，知道自啟動此演算法以來checkpoint已經開始（儘管*不*它是由您的訊號專門發起的），並且它正在使用標誌。
4. 記錄ckpt_started 的新值。
5. sleep 直到ckpt_done >= 被儲存的 ckpt_started 。（這裡使用模演算法，以防出現計數器。）現在知道checkpoint已經啟動和完成，但不知道它是否成功。
6. 如果 ckpt_failed 與最初儲存的值不同，則假定請求失敗，否則它肯定是成功的。
ckpt_flags 儲存自上一個checkpoint開始以來所有請求後端傳送的checkpoint請求標誌的OR。選擇了標誌，以便 OR 是組合多個請求的正確方式。
num_backend_writes 用於計算由使用者後端程序執行的緩衝區寫入數。這個計數器應該足夠寬，在一個處理週期內不能溢位。 num_backend_fsync 那些也必須執行它們自己的fsync的寫入的子集進行計數，因為檢查指標無法吸收它們的請求。
請求陣列儲存後端傳送的 fsync 請求，而未被檢查指標吸收。
與checkpoint欄位不同， num_backend_writes，num_backend_fsync 和請求欄位由 CheckpointerCommLock 保護。
下面看一下checkpointer程序的主入口
/* checkpointer程序的主入口，這是從 AuxiliaryProcessMain 呼叫的，它已經建立了基本的執行環境，但還沒有啟用訊號。 */
void
CheckpointerMain(void)
{
sigjmp_buf local_sigjmp_buf;
MemoryContext checkpointer_context;
CheckpointerShmem->checkpointer_pid = MyProcPid;
/* 正確地接受或忽略 postmaster 可能傳送給我們的訊號。注意：我們故意忽略SIGTERM, 因為在標準的Unix系統關閉週期中，init將同時對所有程序進行SIGTERM 。我們希望等待後端退出，因此postmaster 會告訴我們關閉（通過 SIGUSR2 ）是可以的。 */
pqsignal(SIGHUP, ChkptSigHupHandler); /* set flag to read config file */
pqsignal(SIGINT, ReqCheckpointHandler); /* request checkpoint */
pqsignal(SIGTERM, SIG_IGN); /* ignore SIGTERM */
pqsignal(SIGQUIT, chkpt_quickdie); /* hard crash time */
pqsignal(SIGALRM, SIG_IGN);
pqsignal(SIGPIPE, SIG_IGN);
pqsignal(SIGUSR1, chkpt_sigusr1_handler);
pqsignal(SIGUSR2, ReqShutdownHandler); /* request shutdown */
/* 重置一些由 postmaster 接受但不在這裡接受的訊號 */
pqsignal(SIGCHLD, SIG_DFL);
pqsignal(SIGTTIN, SIG_DFL);
pqsignal(SIGTTOU, SIG_DFL);
pqsignal(SIGCONT, SIG_DFL);
pqsignal(SIGWINCH, SIG_DFL);
/* 我們允許在任何時候 SIGQUIT (quickdie) */
sigdelset(&BlockSig, SIGQUIT);
/* 初始化以使第一次驅動事件發生在正確的時間 */
last_checkpoint_time = last_xlog_switch_time = (pg_time_t) time(NULL);
/* 建立一個resource owner 來跟蹤我們的資源（目前僅是buffer pins） */
CurrentResourceOwner = ResourceOwnerCreate(NULL, "Checkpointer");
/* 建立一個記憶體上下文，我們將完成所有的工作。我們這樣做，以便在錯誤恢復過程中可以重置上下文，從而避免可能的記憶體洩漏。以前，這段程式碼只是在TopMemoryContext 執行，但是重新設定這將是一個非常糟糕的想法。 */
checkpointer_context = AllocSetContextCreate(TopMemoryContext,
"Checkpointer",
ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);
MemoryContextSwitchTo(checkpointer_context);
/* 如果遇到異常，則在此恢復處理。 */
if (sigsetjmp(local_sigjmp_buf, 1) != 0)
{
/* 由於不使用 PG_TRY，必須手動重置錯誤堆疊。 */
error_context_stack = NULL;
/* 清理時防止中斷 */
HOLD_INTERRUPTS();
/* 向伺服器日誌報告錯誤 */
EmitErrorReport();
/* 這些操作實際上只是 AbortTransaction() 的最小子集。我們在檢查指標中沒有太多的資源需要考慮，但是我們確實有LWLocks、buffers 和臨時檔案。 */
LWLockReleaseAll();
ConditionVariableCancelSleep();
pgstat_report_wait_end();
AbortBufferIO();
UnlockBuffers();
/* buffer pins 在這裡被釋放 */
ResourceOwnerRelease(CurrentResourceOwner,
RESOURCE_RELEASE_BEFORE_LOCKS,
false, true);
/* 我們不必擔心其他資源所有者的釋出階段 */
AtEOXact_Buffers(false);
AtEOXact_SMgr();
AtEOXact_Files(false);
AtEOXact_HashTables(false);
/* 警告任何等待checkpoint失敗的後端。 */
if (ckpt_active)
{
SpinLockAcquire(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
CheckpointerShmem->ckpt_failed++;
CheckpointerShmem->ckpt_done = CheckpointerShmem->ckpt_started;
SpinLockRelease(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
ckpt_active = false;
}
/* 現在返回正常的頂級上下文，下次清除錯誤上下文。 */
MemoryContextSwitchTo(checkpointer_context);
FlushErrorState();
/* 在頂層上下文中清除任何洩漏的資料 */
MemoryContextResetAndDeleteChildren(checkpointer_context);
/* 現在我們可以再次中斷 */
RESUME_INTERRUPTS();
/* 在發生任何錯誤之後，sleep至少1秒。一個寫錯誤很可能會被重複，並且我們不想以儘可能快的速度填充錯誤日誌。 */
pg_usleep(1000000L);
/* 在發生任何錯誤之後關閉所有開啟的檔案。這在Windows上是有用的，儲存刪除的檔案會導致各種奇怪的錯誤。目前還不清楚我們在別處是否需要，但不應該傷害。 */
smgrcloseall();
}
/* We can now handle ereport(ERROR) */
PG_exception_stack = &local_sigjmp_buf;
/* 解除封鎖訊號（當 postmaster forked 時，他們被封鎖） */
PG_SETMASK(&UnBlockSig);
/* 確保配置的所有共享記憶體值都正確設定。這樣做確保了其他併發更新程式中沒有競爭條件。 */
UpdateSharedMemoryConfig();
/* 通知我們， 鎖住喚醒正在休眠的後端。 */
ProcGlobal->checkpointerLatch = &MyProc->procLatch;
/*
* Loop forever
*/
for (;;)
{
bool do_checkpoint = false;
int flags = 0;
pg_time_t now;
int elapsed_secs;
int cur_timeout;
int rc;
/* 清除任何已掛起的喚醒 */
ResetLatch(MyLatch);
/* 處理最近收到的任何請求或訊號。 */
AbsorbFsyncRequests();
if (got_SIGHUP)
{
got_SIGHUP = false;
ProcessConfigFile(PGC_SIGHUP);
/* 檢查指標是最後一個要關閉的程序，因此我們要求它儲存一系列其他任務所需的金鑰，這些任務中的大多數與checkpoint沒有任何關係。由於各種原因，一些配置值可以動態更改，因此它們的主要副本儲存在共享記憶體中，以確保所有後端看到相同的值。我們讓檢查指標負責更新共享記憶體拷貝，如果引數設定因嘆息而改變。 */
UpdateSharedMemoryConfig();
}
if (checkpoint_requested)
{
checkpoint_requested = false;
do_checkpoint = true;
BgWriterStats.m_requested_checkpoints++;
}
if (shutdown_requested)
{
/* 從這裡開始，elog(ERROR) 應該以exit(1) 結束，而不是將控制返回到上面的 sigsetjmp 塊。 */
ExitOnAnyError = true;
/* 關閉資料庫 */
ShutdownXLOG(0, 0);
/* 從檢查指標中正常退出 */
proc_exit(0); /* done */
}
/* 如果最後一個時間過多，則強制checkpoint 。注意，只有在沒有外部請求的情況下才對計時checkpoint進行統計，但是即使存在外部請求，我們也設定 CAUSE_TIME 標誌位。 */
now = (pg_time_t) time(NULL);
elapsed_secs = now - last_checkpoint_time;
if (elapsed_secs >= CheckPointTimeout)
{
if (!do_checkpoint)
BgWriterStats.m_timed_checkpoints++;
do_checkpoint = true;
flags |= CHECKPOINT_CAUSE_TIME;
}
/* 如果需要，做一次checkpoint */
if (do_checkpoint)
{
bool ckpt_performed = false;
bool do_restartpoint;
/*
* Check if we should perform a checkpoint or a restartpoint. As a
* side-effect, RecoveryInProgress() initializes TimeLineID if
* it's not set yet.
*/
do_restartpoint = RecoveryInProgress();
/*
* Atomically fetch the request flags to figure out what kind of a
* checkpoint we should perform, and increase the started-counter
* to acknowledge that we've started a new checkpoint.
*/
SpinLockAcquire(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
flags |= CheckpointerShmem->ckpt_flags;
CheckpointerShmem->ckpt_flags = 0;
CheckpointerShmem->ckpt_started++;
SpinLockRelease(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
/* 恢復checkpoint的結束是一個真正的checkpoint，我們還在恢復中執行。 */
if (flags & CHECKPOINT_END_OF_RECOVERY)
do_restartpoint = false;
/* 如果(a)自上次checkpoint以來過早(無論什麼原因)，我們將警告(b)有人自上次checkpoint 開始以來設定了CHECKPOINT_CAUSE_XLOG 標誌。特別注意，此實現不會生成警告是因為CheckPointTimeout < CheckPointWarning。 */
if (!do_restartpoint &&
(flags & CHECKPOINT_CAUSE_XLOG) &&
elapsed_secs < CheckPointWarning)
ereport(LOG,
(errmsg_plural("checkpoints are occurring too frequently (%d second apart)",
"checkpoints are occurring too frequently (%d seconds apart)",
elapsed_secs,
elapsed_secs),
errhint("Consider increasing the configuration parameter \"max_wal_size\".")));
/* 初始化checkpoint 中使用的檢查指標私有變數。 */
ckpt_active = true;
if (do_restartpoint)
ckpt_start_recptr = GetXLogReplayRecPtr(NULL);
else
ckpt_start_recptr = GetInsertRecPtr();
ckpt_start_time = now;
ckpt_cached_elapsed = 0;
/* 做一次 checkpoint */
if (!do_restartpoint)
{
CreateCheckPoint(flags);
ckpt_performed = true;
}
else
ckpt_performed = CreateRestartPoint(flags);
/* 在任何checkpoint之後，關閉所有 smgr 檔案。因此，我們不會無限期地掛起對刪除檔案的引用。 */
smgrcloseall();
/* 任何等待的後端指示checkpoint完成。 */
SpinLockAcquire(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
CheckpointerShmem->ckpt_done = CheckpointerShmem->ckpt_started;
SpinLockRelease(&CheckpointerShmem->ckpt_lck);
if (ckpt_performed)
{
/* 注意，我們將checkpoint開始時間不結束的時間記錄為last_checkpoint_time . 這使得time-driven 的checkpoint以可預測的間隔發生。 */
last_checkpoint_time = now;
}
else
{
/* 我們無法重新執行啟動點（checkpoint 在錯誤的情況下丟擲錯誤）。最可能的是，自從上次重新啟動點以來，我們還沒有收到任何新的checkpoint WAL記錄。15秒再試一次。 */
last_checkpoint_time = now - CheckPointTimeout + 15;
}
ckpt_active = false;
}
/* 如果需要，檢查archive_timeout 並切換 xlog 檔案。Check for archive_timeout and switch xlog files if necessary. */
CheckArchiveTimeout();
/* 向統計收集器傳送活動統計資訊。（我們重新使用bgwriter-related 程式碼的原因是bgwriter 和checkpointer 只不過是一個程序。將統計支援分為兩個獨立的統計資訊型別可能是不值得的。 */
pgstat_send_bgwriter();
/* sleep 直到我們發出訊號，或者是另一個checkpoint 或xlog 檔案切換。 */
now = (pg_time_t) time(NULL);
elapsed_secs = now - last_checkpoint_time;
if (elapsed_secs >= CheckPointTimeout)
continue; /* no sleep for us ... */
cur_timeout = CheckPointTimeout - elapsed_secs;
if (XLogArchiveTimeout > 0 && !RecoveryInProgress())
{
elapsed_secs = now - last_xlog_switch_time;
if (elapsed_secs >= XLogArchiveTimeout)
continue; /* no sleep for us ... */
cur_timeout = Min(cur_timeout, XLogArchiveTimeout - elapsed_secs);
}
rc = WaitLatch(MyLatch,
WL_LATCH_SET | WL_TIMEOUT | WL_POSTMASTER_DEATH,
cur_timeout * 1000L /* convert to ms */ ,
WAIT_EVENT_CHECKPOINTER_MAIN);
/* 如果postmaster 程序死掉，將緊急救助。這是為了避免對所有postmaster 的子程序 進行手工清理。 */
if (rc & WL_POSTMASTER_DEATH)
exit(1);
}
}