PostgreSQL WAL 日志发展史 - pg7

一、pg7.1 开天辟地

7.1 是 PostgreSQL 国际社区文档中提供详细资料的第一个版本，因为够完整也够简单，所以选择从 pg7.1 开始介绍

上图描述了 wal 日志的本职工作，PostgreSQL 在执行数据修改操作时，修改的数据在写入磁盘前要先将修改的内容写入 wal 日志，如此就可以不必时时地将共享缓存中的数据刷新到磁盘中，这样做的目的是以 wal 日志的顺序写入代替数据文件的随机写入来提升性能，如果数据库发生崩溃，可以从 wal 日志获取共享缓存中未写入磁盘的数据

1、WAL_BUFFERS

wal 日志缓冲区大小，用于减少磁盘 I/O 次数，提升性能

注意：

1. COMMIT 操作会触发一次对 wal_buffers 的强制刷盘，为了保证 ACID 中的 “D”(Durability，持久性)，确保数据不会因系统崩溃而丢失，而且这还是一个同步操作，会短暂阻塞事务直到 I/O 完成
2. XLOG_BLCKSZ(wal 日志基本单位)不是一个 GUC 参数，一般是编译数据库时通过 configure 命令指定，pg11(包含)之后，可以通过 initdb 命令指定

2、FSYNC

确保 wal 日志，或者其他数据文件安全写入磁盘

3、WAL_SYNC_METHOD

这个参数是对fsync参数的补全，它指定了保证数据写入持久化存储的方法。

4、COMMIT_DELAY && COMMIT_SIBLINGS

前面提到刷写wal缓存的策略注，在这里描述一下

①在wal缓存写满时，会触发刷写wal缓存。

②在事务提交时会触发刷写wal缓存。在事务提交刷写缓存时，PostgreSQL又做了一点小动作，来提升性能：commit_delay指事务提交之后允许wal缓存延迟刷写的时间，这个延迟的目的是想等一下并行执行的兄弟事务，等兄弟事务完成提交后，一起将wal日志刷写入磁盘，如果兄弟事务超过这个commit_delay时间还未提交，那么当前进程就完成wal刷写。commit_siblings意义是当前事务做这个等待的条件，如果并行执行的兄弟事务小于commit_siblings，那当前事务就不做等待了。

注：在8.3版本增加了walwriter进程可以定时刷写wal日志，这个策略也因此改变

可能文字描述后比较难懂，举个例子：小明(事务)放学(提交)要打车(刷写)回家，他发现有顺路的其他班级的同学(兄弟事务)没有放学，就想等几个人一起平摊打车的费用。发现在上课的同学太少了(commit_siblings),就想等这么长的时间省一点点钱不划算，就自己走了(刷写磁盘)；发现还在上课的同学很多，就想等一段时间吧(commit_delay),等到这个时间长度带上下课的同学就走。

5、WAL_DEBUG

开启wal debug的参数，可以不用关注它。

PostgreSQL通常使用checkpoint进程来清理一些废弃的文件，对于wal文件来说，会在checkpoint时生成一些备用的wal文件或者清理旧的不使用的wal文件，且看相关配置[GUC2]。注意此处描述的为7.1版本的情况，一些参数已经不适用于最新的PostgreSQL版本。

6、WAL_FILES

在7.1版本的PostgreSQL中，wal_files参数如果大于0，在做检查点时会预先创建wal_files数量的wal段备用，wal_files参数等于0时，会一个一个的创建wal段。这个参数在7.3版本就删除了，换为另一种wal日志的预生成方法。

7、CHECKPOINT_TIMEOUT

PostgreSQL执行一次checkpoint的时间间隔，此处这个参数跟wal关系没有那么大，因为这个参数预下面的checkpoint_segment有相似的功用，他们都是触发checopint的时机，所以也写到了这里。

8、CHECKPOINT_SEGMENT

PostgreSQL执行一次checkpoint的wal段间隔，从上一次checkpoint开始，PostgreSQL在写了一定数量的wal段后，会再次触发checkpoint。

二、pg7.3 改变 wal 预生成方式

此版本在 7.1 版本基础上做了微小的改变，主要是改变了预生成 wal 段的方法

在checkpoint时不再预生成wal段，改为了新的策略维护wal生成目录中的wal段：

1. wal段的数量原则上不超过2 * checkpoint_segments + 1
2. 一个流量高峰可能会导致backend极速生成wal日志，可能会将wal段数量增加到2 * checkpoint_segments + 1以上
3. 做检查点时，如果wal段数量超限，会将超限的wal段删除， 如果wal段数量不超限，会将旧的wal段改名为将来的wal段。

因此 WAL_FILES 参数不再使用，在这个版本中被移除了。当然这个 wal 段的管理方式在 pg9.5 又有所变化

三、pg7.4 增加便利性 warning

此版本没有功能性的变化，只是增加了一个 warning 参数 checkpoint_warning

CHECKPOINT_WARNING

如果两次因为CHECKPOINT_SEGMENT参数产生的checkpoint的时间间隔小于checkpoint_warning值，会报一个warning，提醒用户增加CHECKPOINT_SEGMENT的数值