PostgreSQL服务过程中的那些事二：Pg服务进程处理简单查询一：开

在《PostgreSQL服务过程中的那些事二：pg服务进程处理简单查询概览》里话说以下面的例子对简单查询分支进行讨论，并给出了简单查询方法调用序列，下面就从这儿开始，先回顾一下上节点内容。

进入简单查询分支处理方法exec_simple_query后的处理基本上涵盖了《数据库系统实现》这本书里的内容。处理量相当大，先根据流程图概览一下处理过程。为了减小图的大小，把PostgresMain以前的调用流程略了。在以后讨论简单查询时PostgresMain以前的调用流程也省略了，要回顾可参见《PostgreSQL服务过程中的那些事二：pg服务进程处理简单查询概览》里的“Postgres服务进程处理请求的无限循环调用序列图”。

处理简单查询方法exec_simple_query调用序列图

主要的处理过程是先调用start_xact_command方法开启一个事务，再用pg_parse_query方法用词法语法解析工具把查询命令解析为解析树parsetree，根据需要调用PushActiveSnapshot方法搞一个快照，调用pg_analyze_and_rewrite方法分析、根据规则重写解析树为查询树querytree，调用pg_plan_queries方法把查询树转换到执行计划树plantree，在调用相应方法创建portal和在postal中执行执行计划树并给客户端发回结果。然后退出当前事务，清理内存。

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现在描述这个例子：数据库TEST里有表TEST1、TEST2，现在客户端发出查询“selectcname,comp from test1,test2 where test1.id=test2.id;”。建表的语句在下面。

createtable test1 (ID numeric(10),cname varchar(30));

createtable test2 (ID numeric(10),comp varchar(30));

postgres服务进程分析了查询指令后走了简查查询分支exec_simple_query。

再看一下exec_simple_query方法的简化流程图

exec_simple_query方法的简化流程图

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进了excu_simple_query分支的第一件事就是开启一个事务命令，pg里所有查询都要在事务里进行。下面是开启事务的调用序列图。

Postgres服务进程简查之开始事务调用序列图

上图大红色方框中显示了启动事物的相关的相关处理，进入StartTransaction方法后，使TransactionStateData *类型静态全局变量CurrentTransactionState指向TransactionStateData类型静态全局变量TopTransactionStateData，在CurrentTransactionState设置当前事务状态，记录当前事务ID和当前命令ID。然后调用AtStart_Memory方法创建内存上下文"TransactionAbortContext"和"TopTransactionContext"，接着调用AtStart_ResourceOwner方法在内存上下文"TopMemoryContext"中创建资源属主ResourceOwnerData类型变量curTransationOwner，并让CurrentTransactionState的ResourceOwnerData*类型成员curTransactionOwner指向该变量。用以上建立的结构管理该事务涉及到资源。描述着比较难理清关系，看下面的图吧。

记录事务状态及管理事务资源的相关结构图

从图中看见事务相关的资源属主ResourceOwnerData管理的事务资源包括关系内存缓存、系统表缓存catcache、关系模式缓存relcache、执行计划缓存plancache、查询命令相关元组描述符缓存tupdesc、事务相关快照以及打开的临时文件等。

事务状态及管理事务资源的相关结构见下面：

/*

* transactionstate structure

*/

typedefstruct TransactionStateData

{

TransactionIdtransactionId; /* my XID,or Invalid if none */

SubTransactionIdsubTransactionId; /* my subxact ID */

char *name; /* savepoint name,if any*/

int savepointLevel; /* savepoint level */

TransState state; /* low-level state */

TBlockStateblockState; /* high-level state */

int nestingLevel; /* transaction nesting depth */

int gucNestLevel; /* GUC context nesting depth */

MemoryContextcurTransactionContext; /* my xact-lifetime context */

ResourceOwnercurTransactionOwner; /* my query resources */

TransactionId *childXids; /* subcommitted child XIDs,in XID order */

int nChildXids; /* # of subcommitted childXIDs */

int maxChildXids; /* allocated size of childXids[]*/

Oid prevUser; /* previous CurrentUserId setting*/

int prevSecContext; /* previous SecurityRestrictionContext */

bool prevXactReadOnly; /* entry-time xact r/ostate */

bool startedInRecovery; /* did we start in recovery? */

struct TransactionStateData *parent; /* back link to parent */

} TransactionStateData;

typedefTransactionStateData *TransactionState;

/*

* CurrentTransactionState always points to thecurrent transaction state

* block.It will point to TopTransactionStateData when not in a

* transaction at all,or when in a top-leveltransaction.

*/

staticTransactionStateData TopTransactionStateData = {

0,/* transaction id */

0,/* subtransaction id */

NULL,/* savepoint name */

0,/* savepoint level */

TRANS_DEFAULT,/* transaction state */

TBLOCK_DEFAULT,/* transaction block state fromthe client

* perspective */

0,/* transaction nesting depth */

0,/* GUC context nesting depth */

NULL,/* cur transaction context */

NULL,/* cur transaction resource owner*/

NULL,/* subcommitted child Xids*/

0,/* # of subcommitted child Xids*/

0,/* allocated size of childXids[]*/

InvalidOid,/* previous CurrentUserId setting*/

0,/* previousSecurityRestrictionContext */

false,/* entry-time xact r/ostate */

false,/* startedInRecovery */

NULL /* link to parent state block */

};

staticTransactionState CurrentTransactionState =&TopTransactionStateData;

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接着调用VirtualXactLockTableInsert方法给该事务一个VirtualTransactionId（这个类型是把pg服务进程ID和该进程上的事务ID关联起来的结构）类型的虚拟事务ID：VXID，并加锁。VirtualTransactionId的类型定义见下面：

typedefstruct

{

BackendId backendId; /* determined at backendstartup */

LocalTransactionIdlocalTransactionId; /* backend-localtransaction

* id */

} VirtualTransactionId;

然后为这个新事物调用下面的方法初始化相关子系统。

在事务开始时调用AtStart_GUC()设置事务嵌套层数，调用AtStart_Inval()方法初始化管理该事务失效信息用的TransInvalidationInfo类型结构，调用AtStart_Cache方法从共享失效消息队列读取并处理失效消息，调用AfterTriggerBeginXact方法初始化AfterTriggersData类型结构以备后面处理相关AFTER的触发器。AfterTriggersData的结构定义见下面：

typedefstruct AfterTriggersData

{

CommandId firing_counter; /* next firing ID to assign */

SetConstraintStatestate; /* the active S C state */

AfterTriggerEventListevents; /* deferred-event list */

int query_depth; /* current query list index */

AfterTriggerEventList *query_stack; /* eventspending from each query */

int maxquerydepth; /* allocated len of abovearray */

MemoryContextevent_cxt; /* memory context for events,if any */

/* these fields are just for resetting at subtransabort: */

SetConstraintState *state_stack; /* stacked S C states */

AfterTriggerEventList *events_stack; /* stacked list pointers */

int *depth_stack; /* stacked query_depths */

CommandId *firing_stack; /* stacked firing_counters */

int maxtransdepth; /* allocated len of abovearrays */

} AfterTriggersData;

在StartTransaction方法里主要干了上面这些事并设置了记录事务状态的结构CurrentTransactionState的成员，其中有一个成员TransState state，TransState是枚举类型，表示事务状态，其定义如下：

/*

* transactionstates - transaction state from server perspective

*/

typedefenum TransState

{

TRANS_DEFAULT,/* idle */

TRANS_START,/* transaction starting */

TRANS_INPROGRESS,/* inside a valid transaction */

TRANS_COMMIT,/* commit in progress */

TRANS_ABORT,/* abort in progress */

TRANS_PREPARE /* prepare in progress */

} TransState;

好了，这节就到这儿。

（编辑：李大同）

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