PostgreSQL xlog文件名规范源码解析

PostgreSQL xlog文件名规范源码解析

PostgreSQL的xlog，即WAL(Write Ahead Log)，位于pg_xlog目录下，是PostgreSQL 完全或者PITR（Point In-Time Recovery）恢复所依赖的日志。

为什么会有WAL日志呢？这个跟目前主流的数据库如Oracle，MySQL等一样，保证事务的持久性。即任何已经commit的事务，必须是持久的。

如果我把redo日志先于数据写出到磁盘，那么事务总是可以恢复的，虽然时间有时候可能会久点。为什么日志先写，主要是因为写日志到磁盘比写数据到磁盘要快。

日志是连续IO刷出，而数据文件则一般都是随机IO。

另外，细心的同学可能会发现PostgreSQL的日志文件名很长，而且大小是16M。目前PG默认xlog segment size是16M，这个只能在源码编译时设定，假设我设置成64M，

那么编译时configure带参数“--with-wal-segsize=64”即可。

另外xlog文件名可以分为二部分，以”000000010000000000000002”为例，分解为以下两个部分：

00000001，0000000000000002

其中第一个部分“00000001”，为TimeLineId，即通常所说的TLI，它用来标识数据库状态的，每做一次恢复后，都会增加，主要为了将恢复后的数据库跟之前的数据库区别开来，

如Point In-Time Recovery。通常的关闭和起动数据库，并不会改变此值。PG用一个32位来标示TimeLineId，源码定义如下：

这个有点类似于Oracle中Incarnation的概念。

第二部分为“0000000000000002”，为xlogsegno，用64位来表示。源码定义为：

这其实已经是64位系统所能表示的最大值了。这是理论上的xlogsgno最大值，即”FFFFFFFFFFFFFFFF”。事实上文件号到达不了这个值。下面我详细来说明。

首先让我们来理解日志流的内存寻址表示方法。在PostgreSQL中，日志其实是用内存偏移地址来表示的。源码定义为：

PG用了一个64位的地址表示日志的位置。很多同学认为，这很容易用完64位，那事实上是这样子吗？我们可以算一下：

假设我们一天的日志量产生为10T，即2^40次方；那么可以使用的年数为：2^64/2^24/365=4596.49。这显然是足够了。

讲到这里，很多同学已经急了，这跟日志的文件名有什么关系呢？

答案是肯定的。上面所讲的，日志文件第二部分xlogsegno还可以再拆分两个32位。高32位表示xlog的序列号，低32位来表示此xlog包含的segment号。

Xlog segment号源码定义如下：

文件名定义源码：

假设xlog的segment大小为16M。那么一个xlog所对应的segment个数为：2^32/2^24=2^8=256。所以最大的xlog文件名应该为“00000001FFFFFFFF000000FF”，而不是上面所提到的理论最大值“00000001FFFFFFFFFFFFFFFF”。

另外，PG数据库初始化时，xlog的第一个位置会在XLOG_SEG_SIZE逻辑偏移量处开始，所以在16M大小的情况下，最小文件号为” 00000001FFFFFFFF00000001”，而不是“00000001FFFFFFFF00000000”。从”0“处开始是非法的，以下为源码中定义非法 xlog record pointor。

下面我们可以一个实验，来验证上面的过程：

1． 首先将当前xlog位置重置到离最大值还差一个xlog

2.做checkpoint和switch logfile

首先报错，后面实例被终止，最后xlog被循环，从最小值开始。经历了FFFFFFFF000000FF-->0000000000000001

后台日志过程：

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