PostgreSQL服务过程中的那些事二：Pg服务进程处理简单查询一：开启事务

在《PostgreSQL服务过程中的那些事二：pg服务进程处理简单查询概览》里话说以下面的例子对简单查询分支进行讨论，并给出了简单查询方法调用序列，下面就从这儿开始，先回顾一下上节点内容。
进入简单查询分支处理方法exec_simple_query后的处理基本上涵盖了《数据库系统实现》这本书里的内容。处理量相当大，先根据流程图概览一下处理过程。为了减小图的大小，把PostgresMain以前的调用流程略了。在以后讨论简单查询时PostgresMain以前的调用流程也省略了，要回顾可参见《PostgreSQL服务过程中的那些事二：pg服务进程处理简单查询概览》里的“Postgres服务进程处理请求的无限循环调用序列图”。



处理简单查询方法exec_simple_query调用序列图
主要的处理过程是先调用start_xact_command方法开启一个事务，再用pg_parse_query方法用词法语法解析工具把查询命令解析为解析树parsetree，根据需要调用PushActiveSnapshot方法搞一个快照，调用pg_analyze_and_rewrite方法分析、根据规则重写解析树为查询树querytree，调用pg_plan_queries方法把查询树转换到执行计划树plantree，在调用相应方法创建portal和在postal中执行执行计划树并给客户端发回结果。然后退出当前事务，清理内存。

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现在描述这个例子：数据库TEST里有表TEST1、TEST2，现在客户端发出查询“selectcname, comp from test1, test2 where test1.id=test2.id;”。建表的语句在下面。

createtable test1 (ID numeric(10), cname varchar(30));

createtable test2 (ID numeric(10), comp varchar(30));

postgres服务进程分析了查询指令后走了简查查询分支exec_simple_query。

再看一下exec_simple_query方法的简化流程图



exec_simple_query方法的简化流程图

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进了excu_simple_query分支的第一件事就是开启一个事务命令，pg里所有查询都要在事务里进行。下面是开启事务的调用序列图。



Postgres服务进程简查之开始事务调用序列图

上图大红色方框中显示了启动事物的相关的相关处理，进入StartTransaction方法后，使TransactionStateData *类型静态全局变量CurrentTransactionState指向TransactionStateData类型静态全局变量TopTransactionStateData，在CurrentTransactionState设置当前事务状态，记录当前事务ID和当前命令ID。然后调用AtStart_Memory方法创建内存上下文"TransactionAbortContext"和"TopTransactionContext"，接着调用AtStart_ResourceOwner方法在内存上下文"TopMemoryContext"中创建资源属主ResourceOwnerData类型变量curTransationOwner，并让CurrentTransactionState的ResourceOwnerData*类型成员curTransactionOwner指向该变量。用以上建立的结构管理该事务涉及到资源。描述着比较难理清关系，看下面的图吧。



记录事务状态及管理事务资源的相关结构图
从图中看见事务相关的资源属主ResourceOwnerData管理的事务资源包括关系内存缓存、系统表缓存catcache、关系模式缓存relcache、执行计划缓存plancache、查询命令相关元组描述符缓存tupdesc、事务相关快照以及打开的临时文件等。

事务状态及管理事务资源的相关结构见下面：

/*
* transactionstate structure
*/
typedefstruct TransactionStateData
{
TransactionIdtransactionId;
/* my XID, or Invalid if none */
SubTransactionIdsubTransactionId;
/* my subxact ID */
char
*name;
/* savepoint name, if any*/
int
savepointLevel;
/* savepoint level */
TransState
state;
/* low-level state */
TBlockStateblockState;
/* high-level state */
int
nestingLevel;
/* transaction nesting depth */
int
gucNestLevel;
/* GUC context nesting depth */
MemoryContextcurTransactionContext;
/* my xact-lifetime context */
ResourceOwnercurTransactionOwner;
/* my query resources */
TransactionId *childXids;
/* subcommitted child XIDs, in XID order */
int
nChildXids;
/* # of subcommitted childXIDs */
int
maxChildXids;
/* allocated size of childXids[]*/
Oid
prevUser;
/* previous CurrentUserId setting*/
int
prevSecContext;
/* previous SecurityRestrictionContext */
bool
prevXactReadOnly;
/* entry-time xact r/ostate */
bool
startedInRecovery;
/* did we start in recovery? */
struct TransactionStateData *parent;
/* back link to parent */
} TransactionStateData;

typedefTransactionStateData *TransactionState;

/*
* CurrentTransactionState always points to thecurrent transaction state
* block. It will point to TopTransactionStateData when not in a
* transaction at all, or when in a top-leveltransaction.
*/
staticTransactionStateData
TopTransactionStateData = {
0,
/* transaction id */
0,
/* subtransaction id */
NULL,
/* savepoint name */
0,
/* savepoint level */
TRANS_DEFAULT,
/* transaction state */
TBLOCK_DEFAULT,
/* transaction block state fromthe client

* perspective */
0,
/* transaction nesting depth */
0,
/* GUC context nesting depth */
NULL,
/* cur transaction context */
NULL,
/* cur transaction resource owner*/
NULL,
/* subcommitted child
Xids*/
0,
/* # of subcommitted child
Xids*/
0,
/* allocated size of childXids[]*/
InvalidOid,
/* previous CurrentUserId setting*/
0,
/* previousSecurityRestrictionContext */
false,
/* entry-time xact r/ostate */
false,
/* startedInRecovery */
NULL
/* link to parent state block */
};

staticTransactionState
CurrentTransactionState =&TopTransactionStateData;

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接着调用VirtualXactLockTableInsert方法给该事务一个VirtualTransactionId（这个类型是把pg服务进程ID和该进程上的事务ID关联起来的结构）类型的虚拟事务ID：VXID，并加锁。VirtualTransactionId的类型定义见下面：

typedefstruct
{
BackendId
backendId;
/* determined at backendstartup */
LocalTransactionIdlocalTransactionId;
/* backend-localtransaction

* id */
} VirtualTransactionId;

然后为这个新事物调用下面的方法初始化相关子系统。

在事务开始时调用AtStart_GUC()设置事务嵌套层数，调用AtStart_Inval()方法初始化管理该事务失效信息用的TransInvalidationInfo类型结构，调用AtStart_Cache方法从共享失效消息队列读取并处理失效消息，调用AfterTriggerBeginXact方法初始化AfterTriggersData类型结构以备后面处理相关AFTER的触发器。AfterTriggersData的结构定义见下面：

typedefstruct AfterTriggersData
{
CommandId
firing_counter;
/* next firing ID to assign */
SetConstraintStatestate;
/* the active S C state */
AfterTriggerEventListevents;
/* deferred-event list */
int
query_depth;
/* current query list index */
AfterTriggerEventList *query_stack;
/* eventspending from each query */
int
maxquerydepth;
/* allocated len of abovearray */
MemoryContextevent_cxt;
/* memory context for events, if any */

/* these fields are just for resetting at
subtransabort: */

SetConstraintState *state_stack;
/* stacked S C states */
AfterTriggerEventList *events_stack;
/* stacked list pointers */
int
*depth_stack;
/* stacked query_depths */
CommandId
*firing_stack;
/* stacked firing_counters */
int
maxtransdepth;
/* allocated len of abovearrays */
} AfterTriggersData;

在StartTransaction方法里主要干了上面这些事并设置了记录事务状态的结构CurrentTransactionState的成员，其中有一个成员TransState
state，TransState是枚举类型，表示事务状态，其定义如下：

/*
* transactionstates - transaction state from server perspective
*/
typedefenum TransState
{
TRANS_DEFAULT,
/* idle */
TRANS_START,
/* transaction starting */
TRANS_INPROGRESS,
/* inside a valid transaction */
TRANS_COMMIT,
/* commit in progress */
TRANS_ABORT,
/* abort in progress */
TRANS_PREPARE
/* prepare in progress */
} TransState;

好了，这节就到这儿。

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