第六章 邏輯結構管理
6.9 索引
6.9.2 索引的分類
PostgreSQL支持以下幾類索引：
- B-tree：最常用，適合處理等值查詢和範圍查詢；
- Hash：只能處理簡單等值查詢；
- Gist：可用於圖形操作符；
- SP-GiST：空間分區GiST索引；
- GIN：反轉索引
6.9.3 創建索引
CREATE INDEX indexname on tablename(column_name)
6.9.4 併發創建索引
CREATE INDEX CONCURRENTLY indexname on tablename(column_name)
6.9.5 修改索引
ALTER INDEX name RENAME TO new_name;
ALTER INDEX name SET tablespace_name;
6.9.6 刪除索引
DROP INDEX indexname;
6.11 事務、併發、鎖
6.11.1 ACID
略
注意區別不可重複讀和幻讀。
PostgreSQL中，可以使用多版本併發控制（MVCC）來維護數據一致性。
6.11.2 DDL事務
PostgreSQL與MySQL最大區別：大多數DDL可以包含在一個事務中，也可以回滾。
具體場景：多個節點建相同的表（分庫分表），將這些建表語句放在同一個事務中。
6.11.3 事務的使用
-
將AUTOCOMMIT設置爲off
# \set AUTOCOMMIT off # \ehco : AUTOCOMMIT off -
使用“BEGIN”語句來啓動一個事務
# begin; BEGIN ... # rollback; ROLLBACK
6.11.4 SAVEPOINT
PostgreSQL支持保存點，用以回滾至整個事務的某一個點。
# begin;
BEGIN
...
# savepoint my_savepoint01
...
# rollback to SAVEPOINT my_savepoint01;
ROLLBACK
6.11.5 事務隔離級別
數據庫四個隔離級別：
-
READ UNCOMMITTED：讀未提交
-
READ COMMITTED：讀已提交（PostgreSQL默認隔離級別）
-
REPEATABLE READ：重複讀（MySQL默認隔離級別）
-
SERIALIZABLE：串行化
6.11.6 兩階段提交
兩階段提交是實現分佈式事務的關鍵。
兩階段提交協議五個步驟：
- 應用調用各數據庫執行各自操作，不提交；然後應用調用事務協調器中的提交方法；
- 事務協調器通知各數據庫，準備提交事務，第一階段開始。PostgreSQL一般是調用“PREPARE TRANSACTION”；
- 各數據庫收到命令，返回成功（或失敗）；數據庫需確保後續在被要求提交事務時能夠提交事務，或被要求回滾時能夠回滾。PostgreSQL會將已準備好提交的信息寫入持久存儲區中。若數據庫無法完成此事務，則返回失敗給事務協調器；
- 事務協調器收到所有數據庫的響應；
- 在第二階段，如果有任意一個數據庫返回了失敗，則事務協調器會發送一個回滾命令（ROLLBACK PREPARED）給各數據庫。如果所有返回都爲成功，則發送“COMMIT PREPAREED”命令，通知各數據庫事務成功。
其中第二個步驟，PREPARE TRANSACTION transcationId，transcationId爲全局事務ID，由事務協調器生成。PostgreSQL一旦成功執行這條命令，就會把此事務持久化，及時數據庫重啓，此事務既不會回滾，也不會丟失。
6.11.7 鎖機制
表級鎖、行級鎖
SHARE 共享鎖（讀鎖）、EXCLUSIVE 排它鎖（寫鎖）
多版本功能下，表鎖增加ACCESS SHARE和ACCESS EXCLUSION
意向鎖：ROW SHARE、ROW EXCLUSIVE
6.11.8 死鎖及防範
死鎖四個必要條件：
- 互斥；
- 請求和保持條件（佔有並等待）；
- 不可搶佔；
- 環路等待條件（循環等待）
死鎖防止方法：以固定順序獲取對象的鎖（事務中以固定順序更新數據表）
第七章 PostgreSQL核心架構
進程及內存結構
-
Postmaster主進程
Postmaster是整個數據庫實例的總控進程。
PostgreSQL數據庫是進程架構模型，MySQL數據庫是線程架構模型
-
SysLogger（系統日誌）進程
配置文件postgresql.conf中參數：logging_collect爲“on”時，主進程纔會啓動SysLogger輔助進程；
收集所有stderr輸出，並寫入到日誌文件中。
-
BgWrite（後臺寫）進程
功能：將共享內存中髒頁寫到磁盤上（髒頁刷盤）；
作用：提高增刪改的效率；
類比：操作系統頁緩存機制。
-
WalWriter（預寫式日誌寫）進程
功能：修改數據之前，先記錄修改操作至磁盤，再實際更新數據；
作用：宕機後重啓也可以根據WAL日誌重新執行，以恢復宕機前狀態；
WAL日誌保存在pg_xlog下，每個pg_xlog文件默認爲16M;
類比：類似於Redis的AOF，但Redis是先執行命令，再記錄至AOF。
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PgArch（歸檔）進程
功能：將WAL日誌文件再覆蓋前備份出來；
目的：解決WAL日誌循環使用覆蓋問題；
數據庫全量備份後，將備份時間點之後的WAL日誌通過歸檔進行備份。全量備份加後續產生的WAL，即可恢復至全量備份後任意一時間點的狀態。
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AutoVacuum（自動清理）進程
PG中，刪除數據不會立馬被刪除，更新數據不會在舊數據上操作，而是生成一行新數據（MV）；
舊數據只是被標識爲刪除狀態，只有併發的其他事務讀到這些舊數據時，它們纔會被清除。清除工作由AutoVacuum進程完成。
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PgStat（統計數據收集）進程
共享內存
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共享內存主要用作數據塊緩衝區，以提高讀寫性能。
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WAL日誌緩衝區和CLOG（Commit log）緩衝區也在共享內存中、還有其他一些全局信息。
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PostgreSQL9.3之後，使用“mmap()”方式實現共享內存。
本地內存
存儲一些不需要全局存儲的數據，主要有：
- 臨時緩衝區：用戶訪問臨時表的本地緩衝區；
- work_mem：內部排序操作和Hash表在使用臨時磁盤文件之前使用的內存緩衝區；
- maintenance_work_mem：在維護性操作中使用的內存緩衝區。