PgSQL · 源码分析 · AutoVacuum机制之autovacuum launcher

背景

根据之前月报的分析，PostgreSQL中的MVCC机制（详见月报）同时存储新旧版本的元组，对于经常更新的表来说，会造成表膨胀的情况。为了解决这个问题，PostgreSQL 引入了VACUUM和ANALYZE命令，并且引入了AutoVacuum自动清理。

在PostgreSQL中，AutoVacuum自动清理操作包括：
删除或重用无效元组的磁盘空间
更新数据统计信息，保证执行计划更优
更新visibility map，加速index-only scans （详见文档）
避免XID 回卷造成的数据丢失（详见文档）

为了实现自动清理，PostgreSQL引入了两种类型的辅助进程：
autovacuum launcher
autovacuum worker

本文主要分析autovacuum launcher进程相关操作，autovacuum worker比较复杂和重要，我们将在下期月报详细分析。

autovacuum launcher

autovacuum launcher 进程可以理解为AutoVacuum机制的守护进程，周期性地调度autovacuum worker进程。

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相关参数

autovacuum launcher 进程在postgresql.conf文件中的相关配置参数（支持对每个表单独配置参数，方法见文档）如下：
track_counts：是否开启统计信息收集功能。
autovacuum：是否启动系统自动清理功能，默认值为on。
autovacuum_max_workers：设置系统自动清理工作进程的最大数量。
autovacuum_naptime：设置两次系统自动清理操作之间的间隔时间。
autovacuum_vacuum_cost_limit：声明将在自动VACUUM操作里使用的开销限制数值。
autovacuum_vacuum_cost_delay ：声明如果超过了上面的开销限制，则需要延迟清理的时间。
autovacuum_freeze_max_age：设置需要强制对数据库进行清理的XID上限值。
autovacuum_multixact_freeze_max_age：设置需要强制对数据库进行清理的multi XID上限值。

因为AutoVacuum依赖于统计信息，所以只有track_counts=on 且 autovacuum=on 时，PostgreSQL才启动autovacuum launcher 进程。

autovacuum launcher 进程会周期性地创建autovacuum worker 进程，最多能够创建autovacuum_max_workers个autovacuum worker 进程。我们将会从下面二个方面来分析autovacuum launcher：
执行周期，即autovacuum launcher进程的休眠时间
autovacuum worker 调度管理

执行周期

上文的参数autovacuum_naptime决定了autovacuum launcher 的基本执行周期。在PostgreSQL中，理想状态是在autovacuum_naptime的时间内对所有的数据库进行一次清理，即每个数据库希望能够分配到autovacuum_naptime/(数据库的个数) 的时间片去创建一个autovacuum worker进行自动清理。这就要求autovacuum launcher 进程每经过autovacuum_naptime/(数据库的个数) 的时间就要被唤醒，并启动对应的autovacuum
worker 进程。

基于此设计思想，autovacuum launcher 进程中维护了一个数据库列表DatabaseList，其中维护了各个database的期望AutoVacuum时间等信息，具体的元素结构如下：

原文链接