解释几种常用的（封闭源，开放源）关系的体系结构和实现原理(2)

当客户端启动更新事务时，该事务在本地执行，并且在执行完成后启动该事务的提交操作。在实际提交之前，需要广播生成的副本写集并将其复制到其他成员。如果成功检测到冲突，则该组决定可以提交该事务，而其他成员可以申请，否则它将回滚。

组复制可以两种模式运行：

三、 PostgreSQL

（[一) PostgreSQL体系结构

PostgreSQL使用C / S模型提供服务。客户端和服务器可以通过不同主机上的TCP / IP连接到网络。体系结构如下：

1、主进程Postgres（驻留进程）

主要进程是Postgres，这是启动PostgreSQL时启动的第一个进程。在启动时，他将执行恢复，初始化共享内存并启动后台进程。当客户端发起链接请求时，postgres将产生一个子进程并创建一个后端进程。

是整个实例的主控制过程，负责启动和关闭实例。

2、 Postgres（子进程），子进程

Postgres接受前端请求，搜索，最后返回结果。如果请求更新，将首先记录一个日志（在PostgreSQL中称为WAL日志），以便在重新启动计算机时促进数据恢复。此外，该日志将定期存档以在需要时进行数据恢复。

3、背景处理（背景处理）

将错误信息写入日志。

定期将脏内存块写入文件。

发生检查点时，将脏内存块写入数据文件

将WAL（提前写入日志）缓存写入WAL文件。

在存档模式下，将WAL文件复制到特定路径。

WAL日志将被回收，PgArch将在归档之前备份WAL日志。通过PITY（时间点恢复）技术，在对进行完全备份之后，该技术将通过归档，使用的完整备份以及以后生成的WAL日志，在备份时间点之后备份WAL日志。在完全备份后将向前推送到任何时间点。

启用自动清理后，将用于生成自动清理工作进程。自动真空过程的作用是在需要时在充气台上自动执行真空操作。

在PostgreSQL中，对该表执行DELETE操作后，不会立即删除旧数据，并且在更新数据时，不会更新旧数据，但是会生成新的数据行。仅将旧数据标记为已删除，并且仅当没有其他并发事务读取数据时，它们才会被清除。此清理是通过AutoVacuum流程完成的。

用于收集统计信息。

4、共享内存和本地内存

如下：

启动PostgreSQL后，将生成一个共享内存，并将其用作数据块的缓冲区，以提高读写性能。 WAL日志缓冲区和Clog缓冲区也存储在共享内存中，此外，诸如进程，锁和全局统计信息之类的全局信息也存储在共享内存中。

数据缓冲区通过BgWrite进程定期写入数据文件。 WAL缓冲区通过WALWrite过程写入WAL文件，并通过PgArch定期归档并写入归档日志

非全局存储的数据存储在本地内存中，主要包括：

临时缓冲区：用于临时表。默认值为8MB

work_mem：用于排序，位图索引，哈希链接和合并链接操作。默认值为4MB。

manintance_work_mem：用于真空和索引创建操作。默认值为64MB。

（[二)数据结构

1.相关概念：

PostgreSQL由一系列组成。一组PostgreSQL程序称为集群。

执行initdb（）命令时，将创建template0，template1和postgres。

template0和template1是创建用户时使用的模板。它们包含系统元数据表。

在initdb（）完成之后，template0和template1中的表是相同的。但是template1可以根据用户需求创建对象。

通过克隆template1来创建用户；

2.表空间相关概念：

在initdb（）之后，创建pg_default和pg_global表空间。

如果在创建表时未指定特定的表空间，则默认情况下该表将存储在pg_default表空间中。

默认情况下，用于管理整个集群的表存储在pg_global表空间中。

pg_default表空间的物理位置是$ PGDATAbase目录。

pg_global表空间的物理位置是$ PGDATAglobal目录。

一个表空间可以被多个同时使用。此时，每个将在表空间路径下创建为新的子路径。

创建用户表空间将在$ PGDATApg_tblspc目录下创建一个软连接，并连接到表空间指定的目录位置。

3.表相关概念：

每个表有三个数据文件：

文件用于存储数据（文件名是表的OID）；

文件用于管理表的可用空间（文件名为OID_fsm）。

是否可以使用文件来管理表的块（文件名为OID_vm）。

索引中没有_vm文件，只有OID和OID_fsm两个文件

（[三)后端处理流程

接收前端发送的查询（SQL文本）

组成分析。将SQL文本（简单文本）转换为解析器树。

在解析结构树之后，将其替换为查询树。此时，将访问以检查表是否存在，如果存在，则将表名转换为OID。此过程称为分析。

由于PostgreSQL还通过重写查询语句来实现视图和规则，因此在需要时在此阶段重写查询语句。

解析查询树后，可以生成计划树。

按照执行计划中的步骤完成查询的目的。

执行结果返回到前端。

返回第一步并重复。

四、国内关系

国内关系很多，这里仅以GaussDB T为例。

（[一) GaussDB T架构

1.内存结构

内存结构分为四个部分，如下所示：

器：包括TCP LSNR和IPC LSNR，用于用户连接请求

代理池：代理的连接池

SGA：

日志缓冲区：全局日志缓冲区，缓存重做日志

数据缓冲区：全局数据页缓冲区，用于缓存表索引和其他数据

SQL缓存：全局执行计划缓冲区

排序区域：全局排序/物化缓冲区

字典缓存：全局数据字典（元数据）缓冲区

大型池，大型池，存储较大的SQL

会话池，全局会话池，用于存储会话

LOGW：日志写入线程，负责将日志缓冲区中的日志写入磁盘。

CKPT：负责将脏页（Dirty Page）刷新到磁盘，保证WAL，并更新控制文件。

SMON：负责监视系统状态，例如检测死锁和修复异常会话。

JOBS：定制后台任务调度的应用。

LOGR：日志复制，用于HA和GR。

ARCH：用于日志文件归档。

2、存储结构

数据存储为文件，文件主要有三种类型：

DATA FILE，数据文件，用于存储各种数据，单个库最多可包含1024个数据文件，每个数据文件最大为8T（undo除外，最大为32G）

LOG FILE，日志文件，用于存储重做日志，可以重复使用，至少3组，每个重做日志文件一般建议5-20G

在启动到装入阶段时，将检查用于名称，数据文件位置和其他信息的控制文件，控制文件。

（二) GaussDB T的关键技术

提交事务后，必须先刷新重做日志。

刷新脏页数据后，可以回收重做日志。

如果在刷新磁盘之前关闭数据电源，则在打开电源后需要重做以保持数据一致性。

脏页队列：脏页根据时间顺序形成链接列表，即脏页队列。根据队列的顺序对检查点进行分组和刷新；

Checkpoint任务调度：Checkpoint后台服务线程将通过计时，脏页数量，RedoLog已满来触发刷新操作，这三种策略之一得到满足；

重做任务调度：当满足以下条件之一：重做缓冲区的时间，重做缓冲区的数量和事务提交时，重做后台服务线程将触发重做日志缓冲区的刷新操作；

镜像页面机制：闪烁时间相对较长。为了避免I / O阻塞，Checkpoint使用镜像页面缓存来完成刷新。

使用MVCC机制来提高交易并发性。

（[三) GaussDB T的高度可用的部署模式

1、独立和主用/备用部署模式

2、分布式部署模式

（[四)典型的分布式部署体系结构

每个组件的说明如下：

OM（操作管理器）：操作和维护管理模块。提供用于群集日常运行和维护以及配置管理的管理界面和工具。

CM（集群管理器）：集群管理模块。管理和监视分布式系统中各种功能单元和物理资源的运行，以确保整个系统的稳定运行。

CN（协调节点）：协作调度节点。负责接收来自应用程序的访问请求并将执行结果返回给客户端；负责分解任务并计划在每个DN上并行执行的任务片段。在集群中，有多个CN，并且它们的角色相等。

DN（数据节点）：数据节点。负责存储业务数据，执行数据查询任务并将执行结果返回给CN。在群集中，有多个DN。每个DN支持多台存储备份机。

GTS（全球时间服务器）：全球时间服务器。在强一致性场景中使用，以为每个节点提供逻辑时钟。

五、主流关系特征分析

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