pg 的内存除了 AllocSet/MemoryContext 外,另一个主要部分就是共享内存(shared memory )。这一节讨论共享内存(简写shmem )的分配。
pg 在 reset_shared () 这个函数里, 计算数据缓冲、xlog 、clog 、共享进程、子事务、并发控制、轻量级锁、backend 进程等需要的共享内存, 调用 shmget() 函数在堆上分配, 用 PGShmemHeader * 类型的 ShmemSegHdr 变量的index 成员指向调用hash_create() 创建的共享内存索引——可扩展 哈希表索引 "ShmemIndex" ;totalSize 成员中记录分配的shmem 大小。
有了共享内存和共享内存索引,再加上一个共享内存锁(关于此锁及pg 中的其它锁,是一个需要很多字才能讨论清楚的点,以后专门讨论),就可以分配共享内存了。
分配共享内存时,先把要分配内存的结构做对齐处理,然后回去共享内存锁,接着判断要分配的内存大小,大于8k 的需要做块对齐,从共享内存的空闲共享内存偏移量处分配所需大小内存,判断所分配内存是否 超过了共享内存的末尾地址,如果超过,释放锁,报错 "out of shared memory" ,如果没有超过, 释放锁,设置新的 空闲共享内存偏移量,返回分配的共享内存地址。
共享内存分配流程图
到这儿貌似共享内存分配很简单,已经讨论完,其实不然,通常分配共享内存时还需要在共享内存索引表"ShmemIndex" 加一个索引,为了清楚,再把这个索引图放到下面,复习一下。
共享内存及其索引 "ShmemIndex" 结构图
下面举个在shmem 上分配xlog 相关内存的例子,串一下分配的过程。
在 XLOGSHmemInit() 中 分配xlog 相关内存 ,初始化控制文件 data/global/pg_control 相关数据结构及事务日志 xlog 相关数据结构,在 XLOGSHmemInit() 函数里,首先在 shmem 的哈希表索引 "ShmemIndex" 上给控制文件 pg_control 增加一个 HashElement 和 ShmemIndexEnt ( entry ), 在 shmem 里根据 ControlFileData 大小调用 ShmemAlloc() 分配内存空间,使 ShmemIndexEnt 的成员 location 指向该空间, size 成员记录该空间大小 。
XLOGSHmemInit() 调用 ShmemInitStruct() , 在其中 调用 hash_search() 在哈希表索引 "ShmemIndex" 中查找 "XLOG Ctl" ,如果没有,就在 shmemIndex 中给 "XLOG Ctl" 分一个 HashElement 和 ShmemIndexEnt ( entry ) ,在其中的 Entry 中写上 "XLOG Ctl" 。返回 ShmemInitStruct() ,再调用ShmemAlloc() 在共享内存上给"XLOG Ctl" 相关结构(见下面“ XLog 相关结构图” )分配空间,设置 entry (在这儿及ShmemIndexEnt 类型变量)的成员 location 指向该空间, size 成员记录该空间大小 , 最后返回 XLOGShmemInit() ,让 XLogCtlData * 类型静态 全局变量 XLogCtl 指向在shmem 里给"XLOG Ctl" 相关结构分配的内存地址。
增加了xlog 相关结构在 "ShmemIndex" 中的索引及在共享内存/shmem 中分配了内存的xlog 相关结构对象的结构如下。
增加了xlog 相关机构索引的共享内存索引 "ShmemIndex" 结构图
控制文件结构图
上图中 ControlFileData 结构中的 XLogRecPtr 和 CheckPoint 不是指针,因此应该用右边的相应结构图代替,把这两个合进去有点费劲,将就着看吧。
XLog 相关结构图