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PostgreSQL--内核分析--多进程结构.pdf
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PostgreSQL 数据库---内核源码分析 那海蓝蓝：生活点滴，随风拂去
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多进程与多线程—PostgreSQL 与 MySQL 结构对比
作者：李海翔
博客：http://blog.163.com/li_hx/
邮箱：lhx3000@163.com
1 进程 .............................................................................................................................................. 2
1.1 理解进程 .......................................................................................................................... 2
1.1.1 进程进程的创建 ................................................................................................... 3
1.1.2 进程间的通信方式 ............................................................................................... 4
1.1.2.1 共享内存 ...................................................................................................... 6
1.1.2.2 管道 .............................................................................................................. 7
1.1.2.3 信号 ............................................................................................................ 11
1.2 Windows 系统下进程的使用..................................................................................... 13
1.3 Linux 系统下进程的使用 .......................................................................................... 15
2 线程 ............................................................................................................................................ 17
2.1 线程安全..................................................................................................................... 18
2.2 TLS，线程本地存储.................................................................................................. 20
2.3 线程的创建与使用 ..................................................................................................... 21
3 进程与线程实例 ........................................................................................................................ 21
3.1 多进程结构的大型数据库管理系统――PostgreSQL ............................................. 22
3.1.1 PostgreSQL 基本架构 ........................................................................................ 23
3.1.2 如何知道 PostgreSQL 是多进程结构 ............................................................... 24
3.1.3 掌握 PostgreSQL 进程结构的主要代码 ........................................................... 26
3.2 多线程结构的数据库管理系统――MySQL ............................................................ 26
3.2.1 MySQL 基本架构............................................................................................... 28
3.2.2 如何知道 MySQL 是多线程结构 ...................................................................... 29
3.3 PostgreSQL 与 MySQL 对比 ..................................................................................... 30
3.3.1 PostgreSQL 文件目录的组织 ............................................................................ 30
3.3.1.1 整体代码结构............................................................................................. 30
3.3.1.2 src 主目录下代码结构 ................................................................................ 31
3.3.1.3 数据库服务器主要代码结构 ..................................................................... 31
3.3.2 MySQL 的文件目录组织 ................................................................................... 33
3.4 PostgreSQL 如果线程化如何处理 ............................................................................ 34
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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
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