openGauss autovacuum autoanalyze代码走读

一些概念

autovacuum、autoanalyze是后台自动触发vacuum、analyze的一套逻辑，到达了什么样的条件时，自动触发vacuum与analyze。后台有常驻线程AVClauncher。这个线程每隔一定的间隔会同志PM线程来唤起一些AVCWorker线程，由AVCWorker进行实际的vacuum与analyze任务。涉及到的时间间隔、唤起的worker的数量等，都有相关的GUC参数可配。

部分数据结构变量

struct WorkerInfoData:

表示一个avcworker的结构体，存放了avcworker的一些信息、工作状态等。内部有一个SHM_QUEUE，可以将一批worker连城一个双链表。

t_thrd.autovacuum_cxt.DatabaseList ：
AVClauncher的一个双链表，存放了数据库列表，且顺序能表示某种时间的old?来源与pgstats相关。

t_thrd.autovacuum_cxt.AutoVacuumShmem ：
一块共享内存，存放一些avc的全局信息，包括一些槽位、状态等。受AutovacuumLock保护。luncher与avcworker通过这几个槽位进行信息传递，其中主要的几个槽位有：

• av_freeWorkers：空闲的worker，是个队列。

• av_startingWorker：正在启动的worker。在这里只当成一个元素用，所以worker的启动只能是串行的，可能这样子比较安全或者实现比较简单吧。

• av_runningWorkers：正在运行的worker，是个队列。

t_thrd.autovacuum_cxt.MyWorkerInfo：
当前worker自己的信息，存放例如正在vacuum的表。受AutovacuumScheduleLock保护。

AVClauncher 线程：AutoVacLauncherMain()

  AutoVacuumingActive(),如果没有开启autovcacuum或track_count的话，则退出。
   
  rebuild_database_list(): 维护 t_thrd.autovacuum_cxt.DatabaseList，也是数据库的vacuum顺序。
   
   
       
      launcher_determine_sleep()   计算sleep时间。要考虑是不是有空闲的worker，有可能所有worker都干不完活。如果没有就得多睡会。
       WaitLatch 间隔sleep
       ResetLatch
       
      t_thrd.autovacuum_cxt.got_SIGHUP： 配置重加载
       
       
      t_thrd.autovacuum_cxt.got_SIGUSR2：两种作用，1、avcworker完成工作通知，2、pm启动线程avcworker失败通知。然后进行相关的处理。
       
       
       LWLockAcquire(AutovacuumLock, LW_SHARED);
       if (t_thrd.autovacuum_cxt.AutoVacuumShmem->av_startingWorker != NULL) {
           判断是不是有正在启动的avcworker。如果有且是启动时间过长的话，就LW_EXCLUSIVE，取消掉。直接重置相关槽位。
       LWLockRelaese(AutovacuumLock);
       
       如果没有 av_freeWorkers ，（同时还不能有正在启动的avcworker），全都在忙，就continue。
       
       
      launch_worker（current_time） ：启动一个worker {
          dbid = do_start_worker（） ：启动一个worker {
               刷新avc的统计计数信息。
               dblist = get_database_list();
               获取xidForceLimit，multiForceLimit。受参数autovacuum_freeze_max_age控制，表示一个事务号最多只能活多久，超过这个年龄，就得被冻结或清理。
               
               
              avdb：根据dblist、DatabaseList、xidForceLimit等，选出来一个最近最少avc的或需要循环clog的、还得有统计信息的、扒拉扒拉的。
               
               
              LOCK，在av_freeWorkers取出一个worker变成av_startingWorker，并将avdb、时间等信息传给特。RELEASE
              SendPostmasterSignal(PMSIGNAL_START_AUTOVAC_WORKER): 发送信号给pm进行启动。
               
               返回选中的avdb的oid。
           }
           
           
           遍历DatabaseList，把对应dbid的元素信息更新，并移到链表最头上。
           
       }
       



PM线程

   信号：PMSIGNAL_START_AUTOVAC_WORKER，处理StartAutovacuumWorker（）。
       启动AUTOVACUUM_WORKER线程。
       

AVCWorker线程：AutoVacWorkerMain（）

主代码

   启动的一些blblblb的东西
   
   取出av_startingWorker的信息，如dbid，将自己插入到av_runningWorkers。注册一些推出hook，置空av_startingWorker.
   
   初始化一下blblblbl的东西。啥连接数据库、内存上下文、数据库名、recentXid等。
   
   
  do_autovacuum（）：做 autovacuum {
       
   一些cutoff相关的点
      default_freeze_min_age，default_freeze_table_age：获取。？干啥的？为啥不能用oldestxmin呢？
      local_autovacuum = true， freeze_autovacuum = false  单机下一直是这俩，分布式下有啥区别？
      pg_class_desc：获取pgclass的tupledesc    


     获取计数统计信息（非数据特征计划生成用到的统计信息），这些信息来自于pgstat模块，描述了死元组数量、上次analyze后更新元组数量等，通过pgstat的很多视图或函数都也可以直接查到。
       dbentry = pgstat_fetch_stat_dbentry(u_sess->proc_cxt.MyDatabaseId);   一个数据库的所有表的计数统计信息
      shared = pgstat_fetch_stat_dbentry(InvalidOid);  获取共享表的计数统计信息。
       
       
       收集需要处理的对象，整个流程是先收集，再处理，收集的结果存放在这几个结构里。
      table_oids：一个list，存放需要vacuum的表的vacuum_object列表。
      partitioned_tables_map、toast_table_map、table_relopt_map：三个分区表，键都是表oid，值是表的不同的附件。分区、toast、reloption
       
       
       开始收集需要处理的对象：
       【1、扫描 pg_class ，SnapshotNow,将需要vacuum的表、分区列出来构造vacuum_object插入table_oids】
       while ((tuple = (HeapTuple) tableam_scan_getnexttuple(relScan, ForwardScanDirection)) != NULL) {
           仅vacuum表或物化视图，同时不能是临时表或gtt。
           
          ustore分区表的话忽略某几个表参数。
           
           判断表支不支持autovacana，需不需要vac ana。
           relopts = extract_autovac_opts(tuple, pg_class_desc);
           tabentry = get_pgstat_tabentry_relid(relid, classForm->relisshared, InvalidOid, shared, dbentry);
           relation_support_autoavac(tuple, &enable_analyze, &enable_vacuum, &is_internal_relation);
           relation_needs_vacanalyze(relid, relopts, rawRelopts, classForm, tuple, tabentry, enable_analyze, enable_vacuum,
               false, &dovacuum, &doanalyze, &need_freeze);
           => enable_vacuum，enable_analyze，dovacuum，doanalyze，need_freeze
           需要则构造vacuum_object插入table_oids
           
           记录dovacuum，doanalyze，need_freeze等到三个哈希表
           at_partitioned_table* apentry
           av_relation* ar_entry
           av_toastid_mainid* at_entry
       }
       
       
       【2、扫描 pg_partition ，SnapshotNow, 仅扫'p', 即一级分区，将需要vacuum的分区列出来构造vacuum_object插入table_oids】
       while (NULL != (partTuple = (HeapTuple) tableam_scan_getnexttuple(partScan, ForwardScanDirection))) {
       
               没relfilenode的跳过（二级分区的p）
               前边扫主表的时候没在table_relopt_map哈希表记录的跳过。 ？？why（只要有toast或者partition，前边都会进。后边都会找到）
               
               判断是否需要做autovacana
               ...
               partition_needs_vacanalyze
               => enable_vacuum，enable_analyze，dovacuum，doanalyze，need_freeze（分区表不需要doanalyze）
               需要则构造vacuum_object插入table_oids
               
               分区表的toast插入 av_toastid_mainid
       }
       
       【3、扫描 pg_partition ，SnapshotNow, 仅扫's', 即二级分区， 将需要vacuum的二级分区列出来构造vacuum_object插入table_oids】
       while (NULL != (partTuple = (HeapTuple) tableam_scan_getnexttuple(partScan, ForwardScanDirection))) {
       
               前边扫主表的时候没在table_relopt_map哈希表记录的跳过。 ？？why（只要有toast或者partition，前边都会进。后边都会找到）
               
               判断是否需要做autovacana
               ...
               partition_needs_vacanalyze
               => enable_vacuum，enable_analyze，dovacuum，doanalyze，need_freeze（分区表不需要doanalyze）
               需要则构造vacuum_object插入table_oids
               
               分区表的toast插入 av_toastid_mainid
               
               和一级分区基本一致。
       }
       
       【3、扫描 pgclass ，SnapshotNow, 仅扫't', 即toast， 将需要vacuum的toast列出来构造vacuum_object插入table_oids】
       while ((tuple = (HeapTuple) tableam_scan_getnexttuple(relScan, ForwardScanDirection)) != NULL) {
           跳过临时表gtt
           
           搜索toast_table_map。
           at_entry = (av_toastid_mainid*)hash_search(toast_table_map, &(relid), HASH_FIND, &found);
           不需要vacuum跳过。
       }
       
      bstrategy = GetAccessStrategy(BAS_VACUUM);   获取一个buffer相关的啥策略。有一个ring size，根据buffer avc max worker算出来的
       
       
       【收集完成，遍历提前筛选出来的 table_oids，逐个vacuum】
       （为啥不能边遍历边vacuum？可能是由于又有表又有索引又有分区又toast的，有些得综合处理？）
       foreach (cell, table_oids) {
           
           X AutovacuumScheduleLock
           S AutovacuumLock
           
           遍历所有的worker，检测当前这个表是不是有人在vacumm。是的话skip。
           
           更新MyWorkerInfo。（包括表oid、表的vacuum cost等。）
           重新检测这个表 or 分区 or 二级分区是否还需要vacuumanalyze。
           
           计算更新limit、delay。与参数autovacuum_vacuum_cost_limit、vacuum_cost_limit、delay等相关。目的是通过这俩属性来均匀分配IO。
          autovac_balance_cost（）：{
               遍历runningworker，获取总的cost_total。
               遍历runningworker，更新每个worker的新wi_cost_limit。
               
               理解：limit为某种资源的使用上限（例如IO次数or流量之类的吧），delay为时间，那么limit/delay就是资源最大消耗速度。
               获取总的cost_total时用的是wi_cost_limit_base wi_cost_delay 相加，那么应该也就是将资源最大小消耗速度又摊给了每个worker。结合函数vacuum_delay_point() 应该也能说明。
           }
           
           获取要vacuum对象的更多信息，表空间、表名等。
           
           【正真的vacuum】
          try：
               开事务，拿快照
              RowExclusiveLock * DatabaseRelationId * MyDatabaseId   需要锁住pg_database的当前行。
               enable_sig_alarm（）像是某个啥autoanalyze的超时判断，autoanalyze_timeout
               
               autovacuum_local_vac_analyze(){
                   构造一个struct VacuumStmt, flag需要设置VACOPT_NOWAIT，按需设置VACOPT_VACUUM和VACOPT_ANALYZE.
                   
                   调用vacuum函数来完成对单一关系的vacuum或analyze操作。
                    vacuum(vacstmt, 关系oid, 不toast, bstrategy策略, isTop=true)
       }
               
               处理一点二级分区的特殊情况。
              disable_sig_alarm（）：像是退出某个啥autoanalyze的超时判断，autoanalyze_timeout
               
          catch：
               .....
               
          vacuum完了一张表，更新MyWorkerInfo。（置空）
           
       }
       
      vac_update_datfrozenxid：更新下数据库的datfrozenxid，截断clog等。
      CommitTransactionCommand：提交事务。
   }
   



关键函数 relation_support_autoavac()：判断表是不是支持做autoavac

入参：pg class的一行
出参：enable_analyze，enable_vacuum， is_internal_relation

{
   得打开 autovacuum 参数
   
   如果是内部表（系统表），则都不支持。除非他是matviewmap_或者mlog_打头的，估计是物化视图的东西，都支持。
   
   列存表仅analyze，不支持vacuum
   
   行村表都支持。
   
  pg_statistic仅支持vacuum，不需要analyze。
   
  toast表仅支持vacuum，不需要analyze。
   
   看参数autovacuum、autovacuummode的设置。仅作vacuum、仅作analyze、还是mix都做
   
   临时表不支持analyze
   
   外表不支持analyze等。
   
}



关键函数 relation_needs_vacanalyze：判断表是不是需要做autoavac

入参：表oid、reloption、pgclass行等的信息，计数统计信息tabentry，是否支持analyze或vacuum(allowAnalyze，allowVacuum),
出参：dovacuum, doanalyze, need_freeze

• autovacuum_vacuum_threshold（u_sess->attr.attr_storage.autovacuum_vac_thresh）：设置触发VACUUM的阈值。当表上被删除或更新的记录数超过设定的阈值时才会对这个表执行VACUUM操作

• autovacuum_vac_scale（u_sess->attr.attr_storage.autovacuum_vac_scale）：设置触发一个VACUUM时增加到autovacuum_vacuum_threshold的表大小的缩放系数

• autovacuum_anl_scale（u_sess->attr.attr_storage.autovacuum_anl_scale）：设置触发一个ANALYZE时增加到autovacuum_analyze_threshold的表大小的缩放系数

• autovacuum_analyze_threshold（u_sess->attr.attr_storage.autovacuum_anl_thresh）：设置触发ANALYZE操作的阈值。当表上被删除、插入或更新的记录数超过设定的阈值时才会对这个表执行ANALYZE操作。

{


  determine_vacuum_params（）：获取vacuum相关参数，那一大坨阈值GUC，还有xidForceLimit等。
                                阈值有两处可以设置，一个是表的参数，另一个是guc参数。表参数优先。
   
   获取表的relfrozenxid。在入参信息内获取，可能是pg_class行等。
   
  force_vacuum。如果relfrozenxid < xidForceLimit， 则表示有些已经超过年龄了，需要强制vacuum。
   
  delta_vacuum：列存的话，分析是不是需要将delta表的行转移到CU。deltaTabentry->n_live_tuples >= rawRelopts)->delta_rows_threshold
   
   
   计算阈值
      reltuples = classForm->reltuples;   pg_class内的预估行数。
       vacthresh = (float4)vac_base_thresh + vac_scale_factor * reltuples;  
       意思：vacuum阈值 =  来自guc或表的设置的行数 + 弹性比例 * 表行数。
       
       anlthresh = (float4)anl_base_thresh + anl_scale_factor * reltuples;
       意思：analyze阈值 = 来自guc或表的设置的行数 + 弹性比例 * 表行数。
       
       可以看出 行数threshold与弹性scale是相加的关系，用于处理不同的表大小。如果设置了100，但表十分巨大的话，不至于太频繁vacuum。
       
       
   获取当前情况数据：
       在入参的计数统计信息tabentry里，直接取：
      anltuples：自上次analyze之后的元组改变数量，change_since_analyze。
      vactuples：死元组数量，dead_tuples
   
   判断是否需要vacuum analyze。先默认认为
   dovacuum = force_vacuum || delta_vacuum;
   doanalyze = false;
   
   默认值不行的话，再看阈值是不是到了，以及是不是表支持做这些东西。
   
   还有用户可以针对某个表在表参数里单独关闭avc的情况。这时也不会去dovacuum，但前提是不force_vacuum。
   所以可以看到force_vacuum的优先级是最高的，这玩意分析应该主要是为了防止事务回卷做的。


}



关键函数 partition_needs_vacanalyze：判断分区是不是需要做autoavac

与relation_needs_vacanalyze大同小异