PostgreSQL pg_rewind原理

一、背景
常見的高可用架構中，如果master掛了且有數據沒有同步到備，高可用系統會提升備為主對外服務。對于老主有可能再以備的身份加入集群時，可能搭建流復制關系失敗。可以用pg_rewind工具使主備的數據一致。

二、pg_rewind原理

三、相關代碼

1、每個文件（目錄）的差異被記錄在結構體 file_entry_t 中，其定義如下
typedef struct file_entry_t
{
    char       *path;
    file_type_t type;
    file_action_t action;

    /* for a regular file */
    size_t  oldsize;
    size_t  newsize;
    Bool    isrelfile;      
    /* is it a relation data file? */

    datapagemap_t pagemap;

    /* for a symlink */
    char       *link_target;

    struct file_entry_t *next;
} file_entry_t;
2、文件類型
typedef enum
{
    FILE_TYPE_REGULAR,//常規文件
    FILE_TYPE_DIRECTORY,//目錄
    FILE_TYPE_SYMLINK//軟連接
} file_type_t;
3、對應文件的操作action
typedef enum
{
    FILE_ACTION_CREATE,         /* 創建目錄或者軟鏈接: create_target(entry)*/
    FILE_ACTION_COPY,           /* 復制整個文件或者重寫已存在的文件: fetch_file_range(entry->path, 0, entry->newsize);*/
    FILE_ACTION_COPY_TAIL,      /* 從source中拷貝從oldsize到newsize的部分 fetch_file_range(entry->path, entry->oldsize, entry->newsize)*/
    FILE_ACTION_NONE,           /* 無操作 */
    FILE_ACTION_TRUNCATE,       /* 裁剪target集群文件到'newsize'大小: truncate_target_file(entry->path, entry->newsize)*/
    FILE_ACTION_REMOVE          /* 刪除本地文件/目錄/軟鏈接: remove_target(entry)*/
} file_action_t;
4、其他變量解讀
isrefile 表示該文件是否是一個表數據文件，表數據文件的路徑要滿足以下幾個條件：
isRelDataFile(path)：
    global/ 目錄下的文件，即數據庫共享的表文件目錄下的文件
    base/ 目錄下的文件，即默認tablespace的表文件目錄下的文件
    pg_tblspc/&rnode.spcNode/TABLESPACE_VERSION_DIRECTORY/目錄下的文件，即其他tablespace 的表文件目錄下的文件，其中PG_9.4_201403261 與版本相關
    文件名符合的格式
pagemap （怎么用？extractPageInfo）存儲了一個bitmap，每一位存儲了對應的目的集群文件中的每個page 從兩個集群的分叉點之后是否發生了變化，1代表發生變化，0代表未變化。
oldsize 代表目的集群該文件的大小，newsize 代表源集群該文件的大小。pg_rewind 中通過源集群和目的集群的對應文件大小比較或者文件（目錄）是否存在，指定文件的處理action，例如：
    oldsize > newsize： action=FILE_ACTION_TRUNCATE
    oldsize < newsize： action=FILE_ACTION_COPY_TAIL
    如果文件不存在，則action=FILE_ACTION_COPY，PG_VERSION文件除外
    如果目錄不存在，則action=FILE_ACTION_CREATE
    如果文件多余，則action=FILE_ACTION_REMOVE
    以上動作由函數process_target_file和process_source_file一起處理。只在process_target_file設置FILE_ACTION_REMOVE
5、提取wal日志獲取更改頁的步驟：
extractPageInfo：
    for (block_id = 0; block_id <= record->max_block_id; block_id++){
        if (!XLogRecGetBlockTag(record, block_id, &rnode, &forknum, &blkno))
            continue;
        /* We only care about the main fork; others are copied in toto */
        if (forknum != MAIN_FORKNUM)//MAIN_FORKNUM是什么意思？
            continue;
        process_block_change(forknum, rnode, blkno);
    }
6、pagemap中的bitmap
pg_rewind 工具執行需要打開full_page_writes，而打開了full_page_writes 之后，checkpoint 后每個數據頁的第一次修改對應的數據頁的全部內容都會寫在WAL日志記錄中，所以pg_rewind 可以根據WAL 日志的組織結構很容易的找到對應已經修改的數據頁信息，并把對應的file_entry_t 的bitmap 置為1。
XLogRecGetBlockTag：XLogReaderState.blocks[XLR_MAX_BLOCK_ID + 1]