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openGauss 单进程 多线程 架构

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发表于 2024-1-5 22:52:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们知道openGauss是在pg 9.2.4 的基础上进行魔改的:

[dave@www.cndba.cn ~]$ gaussdb -V
gaussdb (openGauss 5.0.0 build a07d57c3) compiled at 2023-03-29 03:07:56 commit 0 last mr  
[dave@www.cndba.cn ~]$ gs_ctl -V
gs_ctl (openGauss) 9.2.4
[dave@www.cndba.cn ~]$

Postgres 9.2.4的总代码量约120W行,其中内核代码约95W行。而openGauss新增或修改了内核代码约70W行,内核代码修改比例约占总内核代码量的74%。保留了原先PostgreSQL的接口和公共函数代码(约25W行),仅对这些代码做了适当优化。
PostgreSQL和Oracle 一样,采用的是多进程方式,而openGauss和达梦、MySQL一样,是单进程多线程架构。客户端可以使用JDBC/ODBC/Libpq/Psycopg等驱动程序,向openGauss的主线程发起连接请求。

关于PG的进程结构参考之前的博客:

PostgreSQL 学习笔记(9) — PG 进程和内存结构说明
https://www.cndba.cn/dave/article/116381

由于数据库服务器的服务进程或线程间存在着大量数据共享和同步,而多线程可以充分利用多CPU来并行执行多个强相关任务,例如执行引擎可以充分的利用线程的并发执行以提供性能。
在多线程的架构下,数据共享的效率更高,能提高服务器访问的效率和性能,同时维护开销和复杂度更低,这对于提高数据库系统的并行处理能力非常重要。

使用多线程的三大主要优势:

优势一:线程启动开销远小于进程启动开销。与进程相比,它是一种非常“节俭”的多任务操作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种“昂贵”的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间。

优势二:线程间方便的通信机制:对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其他线程所用,这不仅快捷,而且方便。

优势三:线程切换开销小于进程切换开销,对于Linux系统来讲,进程切换分两步:1.切换页目录以使用新的地址空间;2.切换内核栈和硬件上下文。对线程切换,第1步是不需要做的,第2步是进程和线程都要做的,所以明显线程切换开销小。

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