XLogFlush函数

作用：确保WAL日志写入缓冲区-刷新到磁盘上

• 函数定义

void XLogFlush(XLogRecPtr record)

XLogRecPtr --记录XLOG日志的位置

typedef uint64 XLogRecPtr;

record – 当前 尝试写入、刷新的WAL日志位置

• 变量定义

XLogRecPtr WriteRqstPtr;
XLogwrtRqst WriteRqst;
TimeLineID insertTLI = XLogCtl->InsertTimeLineID;

XLogwrtRqst结构体，表示请求写入/刷新的WAL日志的位置

typedef struct XLogwrtRqst
{
	XLogRecPtr Write;	/* last byte + 1 to write out */
	XLogRecPtr Flush;	/* last byte + 1 to flush */
} XLogwrtRqst;

• Write：写入缓冲区，但没落盘
• Flush：写入磁盘

typedef uint32 TimeLineID;

简称TLI，数据库不同历史状态的标识符。用于防止在恢复数据库到之前的状态（即进行时间点恢复）时发生混淆

• 条件判断

if (!XLogInsertAllowed())
{
    UpdateMinRecoveryPoint(record, false);
    return;
}

XLogInsertAllowed函数

LocalXLogInsertAllowed为

• 1：允许插入XLOG
• 0：不允许插入XLOG
• -1：检测RecoveryInProgress()

    bool XLogInsertAllowed(void)
    {
        if (LocalXLogInsertAllowed >= 0)
            return (bool) LocalXLogInsertAllowed;

        if (RecoveryInProgress())
            return false;

        LocalXLogInsertAllowed = 1;
        return true;
    }

• 不允许WAL插入或者正处于恢复，则调用UpdateMinRecoveryPoint(record, false)以更新最小恢复点

• 检查record是否已经被flush

if (record <= LogwrtResult.Flush)
    return;

如果record已经被刷新过了，直接return

其中

static XLogwrtResult LogwrtResult = {0, 0};


typedef struct XLogwrtResult
{
	XLogRecPtr	Write;			/* last byte + 1 written out */
	XLogRecPtr	Flush;			/* last byte + 1 flushed */
} XLogwrtResult;

注意：和XLogwrtRqst结构体不同，这里是result，表示已经完成写入缓冲区、刷新到磁盘的位置

• 如果定义了 WAL_DEBUG

#ifdef WAL_DEBUG
    if (XLOG_DEBUG)
        elog(LOG, "xlog flush request %X/%X; write %X/%X; flush %X/%X",
            LSN_FORMAT_ARGS(record),
            LSN_FORMAT_ARGS(LogwrtResult.Write),
            LSN_FORMAT_ARGS(LogwrtResult.Flush));

且 XLOG_DEBUG 为true

则输出日志信息

• 临界区开始

  START_CRIT_SECTION();
  

  函数宏定义：

  #define START_CRIT_SECTION()  (CritSectionCount++)
  

  作用：防止并发或多线程时候产生数据竞争

  临界资源：一次 仅允许一个进程或线程使用的共享资源
  临界区：一个访问共享资源的代码段
  CritSectionCount：临界区中进程或线程的数量

• 初始化指针WriteRqstPtr

  WriteRqstPtr = record;
  

• 死循环

  XLogRecPtr	insertpos;
  

  存储WAL插入的位置

  SpinLockAcquire(&XLogCtl->info_lck);
  

  前面开启了临界区，仅一个进程或线程能访问共享资源，这里用自旋锁保护共享资源访问，避免数据竞争

  SpinLockAcquire

  • 用于获取自旋锁。如果锁 未 被其他线程持有，则立即返回，表示锁已成功获取。
  • 如果锁 已被 其他线程持有，则当前线程会进入一个忙等待的循环，直到锁被释放并被当前线程成功获取

  if (WriteRqstPtr < XLogCtl->LogwrtRqst.Write)
      WriteRqstPtr = XLogCtl->LogwrtRqst.Write;
  LogwrtResult = XLogCtl->LogwrtResult;
  SpinLockRelease(&XLogCtl->info_lck);
  

  更新WriteRqstPtr和LogwrtResult的值
  释放自旋锁

  insertpos = WaitXLogInsertionsToFinish(WriteRqstPtr);
  

  在实际写入之前，等待所有正在进行的、即将写入的插入操作完成

  等待前序操作完成后 ，接下来要开始写入，再次之前需要获取写的锁

  if (!LWLockAcquireOrWait(WALWriteLock, LW_EXCLUSIVE))
  {
      continue;
  }
  

  尝试获取WAL写锁。如果无法立即获取，则等待直到锁被释放，并重新检查是否需要执行刷新操作。

  LogwrtResult = XLogCtl->LogwrtResult;
  if (record <= LogwrtResult.Flush)
  {
      LWLockRelease(WALWriteLock);
      break;
  }
  

  成功获取到锁后，再次更新当前日志写和刷新的
  结果，并检测当前记录是否已经被刷新

  如果已经记录已经被flush，则释放锁，并跳出循环

  频繁写入磁盘，IO增加，为了优化，通常采取批量处理写入操作，减少磁盘IO次数

  if (CommitDelay > 0 && enableFsync &&
  		MinimumActiveBackends(CommitSiblings))
  {
      pg_usleep(CommitDelay);
      insertpos = WaitXLogInsertionsToFinish(insertpos);
  }
  

  条件判断：

  • 是否设置提交延迟
  • 是否启用Fsync-fsync是确保数据真正写入磁盘的系统调用，但会引入性能开销
  • 检查是否有足量的其他活动后端（即并发执行的事务）达到了CommitSiblings的阈值

  如果条件都满足

  • 根据CommitDelay的值，调用pg_usleep函数使当前线程暂停指定的微秒数。
    目的：给其他并发事务足够的时间来加入即将发生的组提交中。组提交是一种优化技术，允许多个事务的更改在同一个磁盘I/O操作中一起被写入，从而减少磁盘I/O的次数。
  • 等待所有正在进行的、即将写入的插入操作完成

  WriteRqst.Write = insertpos;
  WriteRqst.Flush = insertpos;
  
  XLogWrite(WriteRqst, insertTLI, false);
  
  LWLockRelease(WALWriteLock);
  
  break;
  

  • 记录写入、刷新的位置
  • 调用XLogWrite写入和刷新WAL
  • 释放WAL写锁，并跳出死循环

• 结束临界区

END_CRIT_SECTION();

函数宏定义：

#define END_CRIT_SECTION() 
do { 
    Assert(CritSectionCount > 0); 
    CritSectionCount--; 
} while(0)

CritSectionCount–：临界区中一个线程或进程退出

• 唤醒wal发送进程请求

WalSndWakeupProcessRequests();

函数宏：

#define WalSndWakeupProcessRequests()		
	do										
	{										
		if (wake_wal_senders)				
		{									
			wake_wal_senders = false;		
			if (max_wal_senders > 0)		
				WalSndWakeup();				
		}									
	} while (0)

wake_wal_senders ：是否有必要唤醒WAL发送进程

发送进程：实现流复制的一部分，负责将主服务器生成的WAL日志实时地发送到从服务器

• 在流复制中，一个或多个从服务器连接到主服务器，并实时地接收并应用从主服务器发送过来的WAL日志。这样，从服务器就能够保持与主服务器数据的一致性

• WalSndWakeupProcessRequests()宏的目的：检查是否需要唤醒WAL发送进程。在PostgreSQL中，可能由于多种原因（如新的WAL数据需要被发送到从服务器，或者从服务器请求了更多的WAL数据）而需要唤醒这些进程。

若有必要

• 重置wake_wal_senders为false，避免重复触发
• 若最大发送进程大于0，则唤醒

if (LogwrtResult.Flush < record)
    elog(ERROR,
            "xlog flush request %X/%X is not satisfied --- flushed only to %X/%X",
            LSN_FORMAT_ARGS(record),
            LSN_FORMAT_ARGS(LogwrtResult.Flush));

record：当前尝试刷新到磁盘的WAL记录
LogwrtResult.Flush：当前已经成功刷新到磁盘的WAL记录

if (LogwrtResult.Flush < record)

如果条件成立：

说明期望刷新到record指定的位置，但实际只刷到了LogwrtResult.Flush指定的位置

elog报错，并记录二者指定的位置