PostgreSQL Latch 实现逻辑

源码版本：pg 11.9

源码文件：src/backend/storage/ipc/latch.c

Latch 是 pg 中使用较多的一种数据结构，用于等待某个事件的发生或者超时，常见的 Latch 相关函数如下：

• InitLatch()，初始化一个非共享型 Latch
• InitSharedLatch()，初始化一个共享型 Latch
• WaitLatch()，等待 Latch
• ResetLatch()，重置 Latch
• SetLatch()，设置 Latch 标记，唤醒等待 Latch 的进程
• OwnLatch()，设置 Latch 的拥有者为当前进程
• DisownLatch()，当前进程不再拥有该 Latch

Latch 结构体

typedef struct Latch

{

    sig_atomic_t is_set;

    bool        is_shared;

    int         owner_pid;

#ifdef WIN32

    HANDLE      event;

#endif

} Latch;

共享型、独占型 Latch

Latch 可分为共享型和独占型，共享型 Latch 的 owner_pid 可变，即拥有该 Latch 的进程 pid 可变。

内部实现：

WaitLatch() 内部调用 WaitLatchOrSocket() 实现等待事件，可等待的事件类型包括 3 种：

<ul>
    <li>
        Latch
    </li>
    <li>
        Socket，socket 相关事件
    </li>
    <li>
        Timeout，等待超时事件
    </li>
</ul>

关键的数据结构：

struct WaitEventSet;

struct WaitEvent;

一个 WaitEventSet 只能设置一个 Latch，可以设置多个 WaitEvent。通过函数 AddWaitEventToSet() 将 Latch、socket 等事件放置到  WaitEventSet 中。AddWaitEventToSet() 函数根据系统支持的多路复用模型epoll/poll/win32 不同类型，调用下面 3 个函数中的 1 个完成。

<ul>
    <li>
        WaitEventAdjustEpoll()
    </li>
    <li>
        WaitEventAdjustPoll()
    </li>
    <li>
        WaitEventAdjustWin32()
    </li>
</ul>

调用函数 WaitEventSetWait() 等待事件的发生或者超时，内部调用 WaitEventSetWaitBlock() 函数，该函数根据 epoll/poll/win32 有不同的实现，最终调用的是如下 3 个函数中的 1 个。

• epoll：epoll_wait()
• poll：poll()
• win32：WaitForMultipleObjects()

selfpipe管道

static int  selfpipe_readfd = -1;

static int selfpipe_writefd = -1;

selfpipi 提供了 fd 用于监视，当 Latch 在等待过程中，进程可以接收信号，比如接收到 SIGUSR1 信号，通过函数 sendSelfPipeByte() 往 selfpipi 管道写入数据，唤醒等待 Latch 的进程。

SetLatch()函数的实现也是通过直接调用 sendSelfPipeByte() 往管道里写数据或者向指定进程发送 SIGUSR1 信号间接调用 sendSelfPipeByte() 来唤醒等待的进程。