第六章 逻辑结构管理
6.9 索引
6.9.2 索引的分类
PostgreSQL支持以下几类索引：
- B-tree：最常用，适合处理等值查询和范围查询；
- Hash：只能处理简单等值查询；
- Gist：可用于图形操作符；
- SP-GiST：空间分区GiST索引；
- GIN：反转索引
6.9.3 创建索引
CREATE INDEX indexname on tablename(column_name)
6.9.4 并发创建索引
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 删除索引
DROP INDEX indexname;
6.11 事务、并发、锁
6.11.1 ACID
略
注意区别不可重复读和幻读。
PostgreSQL中，可以使用多版本并发控制（MVCC）来维护数据一致性。
6.11.2 DDL事务
PostgreSQL与MySQL最大区别：大多数DDL可以包含在一个事务中，也可以回滚。
具体场景：多个节点建相同的表（分库分表），将这些建表语句放在同一个事务中。
6.11.3 事务的使用
-
将AUTOCOMMIT设置为off
# \set AUTOCOMMIT off # \ehco : AUTOCOMMIT off -
使用“BEGIN”语句来启动一个事务
# begin; BEGIN ... # rollback; ROLLBACK
6.11.4 SAVEPOINT
PostgreSQL支持保存点，用以回滚至整个事务的某一个点。
# begin;
BEGIN
...
# savepoint my_savepoint01
...
# rollback to SAVEPOINT my_savepoint01;
ROLLBACK
6.11.5 事务隔离级别
数据库四个隔离级别：
-
READ UNCOMMITTED：读未提交
-
READ COMMITTED：读已提交（PostgreSQL默认隔离级别）
-
REPEATABLE READ：重复读（MySQL默认隔离级别）
-
SERIALIZABLE：串行化
6.11.6 两阶段提交
两阶段提交是实现分布式事务的关键。
两阶段提交协议五个步骤：
- 应用调用各数据库执行各自操作，不提交；然后应用调用事务协调器中的提交方法；
- 事务协调器通知各数据库，准备提交事务，第一阶段开始。PostgreSQL一般是调用“PREPARE TRANSACTION”；
- 各数据库收到命令，返回成功（或失败）；数据库需确保后续在被要求提交事务时能够提交事务，或被要求回滚时能够回滚。PostgreSQL会将已准备好提交的信息写入持久存储区中。若数据库无法完成此事务，则返回失败给事务协调器；
- 事务协调器收到所有数据库的响应；
- 在第二阶段，如果有任意一个数据库返回了失败，则事务协调器会发送一个回滚命令（ROLLBACK PREPARED）给各数据库。如果所有返回都为成功，则发送“COMMIT PREPAREED”命令，通知各数据库事务成功。
其中第二个步骤，PREPARE TRANSACTION transcationId，transcationId为全局事务ID，由事务协调器生成。PostgreSQL一旦成功执行这条命令，就会把此事务持久化，及时数据库重启，此事务既不会回滚，也不会丢失。
6.11.7 锁机制
表级锁、行级锁
SHARE 共享锁（读锁）、EXCLUSIVE 排它锁（写锁）
多版本功能下，表锁增加ACCESS SHARE和ACCESS EXCLUSION
意向锁：ROW SHARE、ROW EXCLUSIVE
6.11.8 死锁及防范
死锁四个必要条件：
- 互斥；
- 请求和保持条件（占有并等待）；
- 不可抢占；
- 环路等待条件（循环等待）
死锁防止方法：以固定顺序获取对象的锁（事务中以固定顺序更新数据表）
第七章 PostgreSQL核心架构
进程及内存结构
-
Postmaster主进程
Postmaster是整个数据库实例的总控进程。
PostgreSQL数据库是进程架构模型，MySQL数据库是线程架构模型
-
SysLogger（系统日志）进程
配置文件postgresql.conf中参数：logging_collect为“on”时，主进程才会启动SysLogger辅助进程；
收集所有stderr输出，并写入到日志文件中。
-
BgWrite（后台写）进程
功能：将共享内存中脏页写到磁盘上（脏页刷盘）；
作用：提高增删改的效率；
类比：操作系统页缓存机制。
-
WalWriter（预写式日志写）进程
功能：修改数据之前，先记录修改操作至磁盘，再实际更新数据；
作用：宕机后重启也可以根据WAL日志重新执行，以恢复宕机前状态；
WAL日志保存在pg_xlog下，每个pg_xlog文件默认为16M;
类比：类似于Redis的AOF，但Redis是先执行命令，再记录至AOF。
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PgArch（归档）进程
功能：将WAL日志文件再覆盖前备份出来；
目的：解决WAL日志循环使用覆盖问题；
数据库全量备份后，将备份时间点之后的WAL日志通过归档进行备份。全量备份加后续产生的WAL，即可恢复至全量备份后任意一时间点的状态。
-
AutoVacuum（自动清理）进程
PG中，删除数据不会立马被删除，更新数据不会在旧数据上操作，而是生成一行新数据（MV）；
旧数据只是被标识为删除状态，只有并发的其他事务读到这些旧数据时，它们才会被清除。清除工作由AutoVacuum进程完成。
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PgStat（统计数据收集）进程
共享内存
-
共享内存主要用作数据块缓冲区，以提高读写性能。
-
WAL日志缓冲区和CLOG（Commit log）缓冲区也在共享内存中、还有其他一些全局信息。
-
PostgreSQL9.3之后，使用“mmap()”方式实现共享内存。
本地内存
存储一些不需要全局存储的数据，主要有：
- 临时缓冲区：用户访问临时表的本地缓冲区；
- work_mem：内部排序操作和Hash表在使用临时磁盘文件之前使用的内存缓冲区；
- maintenance_work_mem：在维护性操作中使用的内存缓冲区。