什么是vacuum。在这一文章中就不多阐述了。我们来看一下autovacuum的代码。
代码中的注释信息 （ 代码位置 src/backend/postmaster/autovacuum.c ）：
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autovacuum系统是由两种不同的过程构成的：autovacuum launcher 和 autovacuum worker。launcher是一个总是运行的过程，当autovacuum GUC参数被设置时，由 postmaster 启动。发射装置安排 autovacuum workers 在适当的时候开始工作。workers 是执行实际 vacuuming 的过程；他们连接到启动器中确定的数据库，一旦连接，他们检查目录以选择要 vacuum 的表。
autovacuum launcher 不能自己启动辅助进程，因为这样做会导致健壮性问题（即，在特殊情况下无法关闭它们，而且，由于launcher 连接到共享内存，因此受到损坏，它并不像健壮的 postmaster）。所以它把这个任务留给 postmaster。
有一个 autovacuum 共享内存区域，其中 launcher 存储关于它想要清空的数据库的信息。当它想要一个新的 worker 启动时，它在共享内存中设置一个标志并向 postmaster 发送一个信号。然后 postmaster 只知道它必须开始一个 worker ，所以它 fork 一个新的子进程，变成一个 worker 。这个新的进程连接到共享内存，在那里它可以检查 launcher 已经建立的信息。
如果 fork() 在 postmaster 中失败，则在共享内存区域中设置一个标志，并向launcher发送一个信号。 launcher 在注意到标志后，可以通过重新发送信号来尝试再次启动 worker 。请注意，故障只能是暂时的（由于高负载、内存压力、太多的进程而导致的 fork 故障，等等）；更持久的问题，如连接到数据库的故障，将在 worker 稍后检测到，并且仅通过让 worker 正常退出来处理。launcher 将按时间表重新启动新的 worker 。
当 worker 完成 vacuum 时，它将SIGUSR2发送到launcher。然后，如果 schedule 安排太紧，以至于立即需要新的 worker ，launcher 就会醒来，并且能够启动另一个 worker 。此时，launcher 还可以平衡各种剩余 worker 基于成本的 vacuum 延迟特性的设置。
注意，数据库中可以同时存在多个 worker 。它们将把当前正在 vacuuming 的表存储在共享内存中，以便其他 worker 避免被阻塞，等待该表的真空锁。他们还会在 vacuuming 每个表之前重新加载pgstats数据，以避免 vacuuming 刚刚结束的表，该表被另一个 worker 清空，因此不再在共享内存中被记录。但是，有一个窗口（由pgstat延迟引起），worker 可以在该窗口上选择已经清空的表；这是当前设计中的一个bug。
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autovacuum launcher的主函数入口 StartAutoVacLauncher(void) ，在postmaster.c的ServerLoop(void)函数调用，或reaper(SIGNAL_ARGS)函数调用。
主函数很精简，主要做了三件事情， InitPostmasterChild()，ClosePostmasterPorts(false)， AutoVacLauncherMain(0, NULL)
第一个函数是为postmaster的子进程初始化基本环境，要在子进程启动前被调用。
第二个函数是关闭所有打开的套接字的postmaster，这在子进程启动过程中被调用，以释放该子进程不需要的文件描述符。
第三个函数是真正的autovacuum launcher 进程的主函数了
int StartAutoVacLauncher(void)
{
pid_t AutoVacPID;
#ifdef EXEC_BACKEND
switch ((AutoVacPID = avlauncher_forkexec()))
#else
switch ((AutoVacPID = fork_process()))
#endif
{
case -1:
ereport(LOG,
(errmsg("could not fork autovacuum launcher process: %m")));
return 0;
#ifndef EXEC_BACKEND
case 0:
/* in postmaster child ... */
InitPostmasterChild();
/* Close the postmaster's sockets */
ClosePostmasterPorts(false);
AutoVacLauncherMain(0, NULL); # 主循环 autovacuum launcher 进程函数
break;
#endif
default:
return (int) AutoVacPID;
}
/* shouldn't get here */
return 0;
}
/* autovacuum launcher 进程函数 */
NON_EXEC_STATIC void
AutoVacLauncherMain(int argc, char *argv[]){
......
/* Identify myself via ps */ /* 初始化 */
init_ps_display(pgstat_get_backend_desc(B_AUTOVAC_LAUNCHER), "", "", "");
......
SetProcessingMode(InitProcessing); /* 进程检查 */
/*
* Set up signal handlers. We operate on databases much like a regular
* backend, so we use the same signal handling. See equivalent code in
* tcop/postgres.c.
*/
/* 设置 signal handlers */
pqsignal(SIGHUP, av_sighup_handler);
......
pqsignal(SIGCHLD, SIG_DFL);
/* 初始化，InitCommunitcation(), DebugFileOpen(), InitFileAccess(), smgrinit(), InitBufferPoolAccess() */
BaseInit();
/* 在内存中创建了PGPROC，但是除了EXEC_BACKEND，所以在这里必须要初始化进程。 */
#ifndef EXEC_BACKEND
InitProcess();
#endif
InitPostgres(NULL, InvalidOid, NULL, InvalidOid, NULL, false);
SetProcessingMode(NormalProcessing);
/* 创建一个内存上下文，避免在发生错误或出现问题的时候有内存泄漏。 */
AutovacMemCxt = AllocSetContextCreate(TopMemoryContext,
"Autovacuum Launcher",
ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);
MemoryContextSwitchTo(AutovacMemCxt);
/* 如果遇到异常，则在此做恢复处理。此代码是PostgresMain 错误恢复的精简版本。*/
if (sigsetjmp(local_sigjmp_buf, 1) != 0)
{
......
}
/* We can now handle ereport(ERROR) */
PG_exception_stack = &local_sigjmp_buf;
/* must unblock signals before calling rebuild_database_list */
PG_SETMASK(&UnBlockSig);
/* 设置是中安全的搜索路径。但是Launcher没有连接到数据库，所以没有影响。 */
SetConfigOption("search_path", "", PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
/* 在autovac过程中强制关闭zero_damaged_pages，即使它被设置在postgresql.conf中。我们真的不希望非交互地应用这种危险的选项。*/
SetConfigOption("zero_damaged_pages", "false", PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
/* 强制设置超时关闭，以避免让这些设置阻止定期维护被执行。 */
SetConfigOption("statement_timeout", "0", PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
SetConfigOption("lock_timeout", "0", PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
SetConfigOption("idle_in_transaction_session_timeout", "0", PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
/* 强制 default_transaction_isolation 以读取已提交的文件。我们不想增加可序列化模式的开销，也不增加任何导致死锁或延迟其他事务的风险。 */
SetConfigOption("default_transaction_isolation", "read committed",
PGC_SUSET, PGC_S_OVERRIDE);
/* 在紧急模式下，只需启动一个worker */
if (!AutoVacuumingActive())
{
....
}
AutoVacuumShmem->av_launcherpid = MyProcPid;
/* 创建初始数据库列表。我们希望这个列表保持不变的是，它是通过减少 next_time 来排序的。一旦一个条目被更新到更高的时间，它将被移动到前面。 */
rebuild_database_list(InvalidOid);
/* 循环，直到数据库shutdown 。*/
while (!got_SIGTERM)
{
......
/* 这个循环与 WaitLatch 的正常使用稍有不同，因为我们希望在第一次启动子进程之前睡眠。所以是WaitLatch ，然后是ResetLatch ，然后检查唤醒状态。 */
launcher_determine_sleep(!dlist_is_empty(&AutoVacuumShmem->av_freeWorkers), false, &nap);
/*等待直到 naptime 到期或者我们得到某种类型的信号（所有的信号处理程序将通过调用SetLatch唤醒）。 */
rc = WaitLatch(MyLatch,
WL_LATCH_SET | WL_TIMEOUT | WL_POSTMASTER_DEATH,
(nap.tv_sec * 1000L) + (nap.tv_usec / 1000L),
WAIT_EVENT_AUTOVACUUM_MAIN);
ResetLatch(MyLatch);
/* 当休眠的时候，进程 sinval catchup 中断 */
ProcessCatchupInterrupt();
/* 紧急补救，当postmaster 进程死掉了。这是为了避免对所有子进程进行手工清理。 */
if (rc & WL_POSTMASTER_DEATH)
proc_exit(1);
/* the normal shutdown case */
if (got_SIGTERM)
break;
if (got_SIGHUP)
{
got_SIGHUP = false;
ProcessConfigFile(PGC_SIGHUP);
/* shutdown requested in config file? */
if (!AutoVacuumingActive())
break;
/* rebalance in case the default cost parameters changed */
LWLockAcquire(AutovacuumLock, LW_EXCLUSIVE);
autovac_balance_cost();
LWLockRelease(AutovacuumLock);
/* rebuild the list in case the naptime changed */
rebuild_database_list(InvalidOid);
}
/* 一个worker完成，或postmaster未能启动worker */
if (got_SIGUSR2)
{
got_SIGUSR2 = false;
/* rebalance cost limits, if needed */
if (AutoVacuumShmem->av_signal[AutoVacRebalance])
{
LWLockAcquire(AutovacuumLock, LW_EXCLUSIVE);
AutoVacuumShmem->av_signal[AutoVacRebalance] = false;
autovac_balance_cost();
LWLockRelease(AutovacuumLock);
}
if (AutoVacuumShmem->av_signal[AutoVacForkFailed])
{
/* 如果主进程启动新的worker失败，sleep一下并重新发送。新的worker状态仍在内存中。之后，我们重新启动主循环。我们应该限制我们重试的次数吗？这是没有意义的，因为worker 之后的启动将继续以同样的方式失败。 */
AutoVacuumShmem->av_signal[AutoVacForkFailed] = false;
pg_usleep(1000000L); /* 1s */
SendPostmasterSignal(PMSIGNAL_START_AUTOVAC_WORKER);
continue;
}
}
/* 在试图启动一个worker之前，需要做一些检查。首先，我们需要确保有一个worker插槽可用。第二，我们需要确保没有其他worker在启动时失败。*/
current_time = GetCurrentTimestamp();
LWLockAcquire(AutovacuumLock, LW_SHARED);
can_launch = !dlist_is_empty(&AutoVacuumShmem->av_freeWorkers);
if (AutoVacuumShmem->av_startingWorker != NULL)
{
int waittime;
WorkerInfo worker = AutoVacuumShmem->av_startingWorker;
/* 当一个worker 还在启动时（或者在启动时失败），我们不能启动另一个worker，所以只需要多sleep一会儿；一旦准备好，这个worker就会再次唤醒。然而，我们只会等待 autovacuum_naptime 秒（最多60秒）。注意，无法连接到特定数据库在这里不是问题，因为 worker 在尝试连接之前将自己从 startingWorker 指针中移除。postmaster发现的问题也有不同的报告和处理方式。可能导致此代码启动的唯一问题是，在worker从startingWorker 指针中移除 WorkerInfo 之前，AutoVacWorkerMain 早期部分中的错误。*/
waittime = Min(autovacuum_naptime, 60) * 1000;
if (TimestampDifferenceExceeds(worker->wi_launchtime, current_time,
waittime))
{
LWLockRelease(AutovacuumLock);
LWLockAcquire(AutovacuumLock, LW_EXCLUSIVE);
/* 没有其他进程可以让worker处于启动模式，所以如果 startingWorker 在交换锁之后仍然为INVALID，那么我们假设它和上面看到的一样（所以我们不重新检查启动时间） */
if (AutoVacuumShmem->av_startingWorker != NULL)
{
worker = AutoVacuumShmem->av_startingWorker;
worker->wi_dboid = InvalidOid;
worker->wi_tableoid = InvalidOid;
worker->wi_sharedrel = false;
worker->wi_proc = NULL;
worker->wi_launchtime = 0;
dlist_push_head(&AutoVacuumShmem->av_freeWorkers,
&worker->wi_links);
AutoVacuumShmem->av_startingWorker = NULL;
elog(WARNING, "worker took too long to start; canceled");
}
}
else
can_launch = false;
}
LWLockRelease(AutovacuumLock); /* either shared or exclusive */
/*什么都做不了的时候，sleep */
if (!can_launch)
continue;
/* We're OK to start a new worker */
if (dlist_is_empty(&DatabaseList))
{
/* 当列表为空的特殊情况下：立即启动一个worker 。这覆盖了初始情况，当没有数据库在 pgstats S中（因此列表是空的）。注意，launcher_determine_sleep 中的约束使我们不能太快地开始工作（最多一次是在列表为空时autovacuum_naptime）。 */
launch_worker(current_time);
}
else
{
/* 因为rebuild_database_list首先用最远的adl_next_worker构造一个列表，所以我们从列表的尾部获得数据库。*/
avl_dbase *avdb;
avdb = dlist_tail_element(avl_dbase, adl_node, &DatabaseList);
/* 启动一个worker 无论 next_worker是现在还是以前 */
if (TimestampDifferenceExceeds(avdb->adl_next_worker,
current_time, 0))
launch_worker(current_time);
}
}
/* 正常退出 */
shutdown:
ereport(DEBUG1,
(errmsg("autovacuum launcher shutting down")));
AutoVacuumShmem->av_launcherpid = 0;
proc_exit(0); /* done */
}