1 单进程多线程架构

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：

1. 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。http://www.cndba.cn/dave/article/116558

   http://www.cndba.cn/dave/article/116558
   http://www.cndba.cn/dave/article/116558

2. 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。

   http://www.cndba.cn/dave/article/116558

3. 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。

2 线程说明

我们可以通过如下命令来查看openGauss中线程：http://www.cndba.cn/dave/article/116558

[dave@www.cndba.cn cndba]$ ps -ef|grep openG
omm       3297     1  8 20:59 ?        00:11:16 /data/openGauss/install/app/bin/gaussdb -D /data/openGauss/install/data/newcndba2
omm      28724     1  1 10:30 ?        00:11:57 /data/openGauss/install/app/bin/om_monitor -L /var/log/omm/omm/cm/om_monitor
omm      31520  2103  0 23:05 pts/5    00:00:00 grep --color=auto openG

[dave@www.cndba.cn dn_6001]$ ps -T -p 13106
  PID  SPID TTY          TIME CMD
13106 13106 ?        00:00:01 gaussdb
13106 13107 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
13106 13120 ?        00:00:00 gaussdb
13106 13121 ?        00:00:00 syslogger
13106 13122 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
13106 13123 ?        00:00:00 alarm
13106 13124 ?        00:00:00 reaper
13106 13125 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
13106 13126 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
13106 13150 ?        00:00:00 gaussdb
13106 13151 ?        00:00:00 gaussdb
13106 13152 ?        00:00:00 gaussdb
13106 13164 ?        00:00:00 checkpointer
13106 13166 ?        00:00:00 Spbgwriter
13106 13168 ?        00:00:00 CBMwriter
13106 13170 ?        00:00:00 pagewriter
13106 13172 ?        00:00:00 pagewriter
13106 13173 ?        00:00:00 pagewriter
13106 13174 ?        00:00:01 pagewriter
13106 13175 ?        00:00:00 pagewriter
13106 13176 ?        00:00:00 WALwriteraux
13106 13177 ?        00:00:00 statscollector
13106 13178 ?        00:00:00 auditor
13106 13179 ?        00:00:00 CfsShrinker
13106 13180 ?        00:00:01 TrackStmtWorker
13106 13202 ?        00:00:00 worker
13106 13601 ?        00:00:00 WALwriter
13106 13602 ?        00:00:00 AVClauncher
13106 13603 ?        00:00:00 Jobscheduler
13106 13604 ?        00:00:00 asyncundolaunch
13106 13605 ?        00:00:00 globalstats
13106 13606 ?        00:00:00 applylauncher
13106 13607 ?        00:00:00 archiver
13106 13608 ?        00:00:00 txnsnapcapturer
13106 13609 ?        00:00:00 rbcleaner
13106 13610 ?        00:00:00 snapshotworker
13106 13611 ?        00:00:00 percentworker
13106 13612 ?        00:00:04 ashworker
13106 13613 ?        00:00:00 2pccleaner
13106 13614 ?        00:00:00 faultmonitor
13106 13616 ?        00:00:00 heartbeat
13106 13617 ?        00:00:01 undorecycler
13106 13618 ?        00:00:00 WalSender
13106 13625 ?        00:00:00 worker
13106 13688 ?        00:00:00 WalSender
[dave@www.cndba.cn dn_6001]$

我们可以看到在openGauss 5.0.0 版本中有31个线程，并且在不同的版本中，线程名称和数量还是有出入的：

1. 2pccleaner：2 阶段清理
2. alarm：告警检测
3. applylauncher
4. archiver
5. ashworker：统计历史活动会话信息
6. asyncundolaunch
7. auditor：审计线程，将审计信息写到文件
8. AVClauncher：启动维护清理进/线程对数据库回收清理。
9. CBMwriter
10. CfsShrinker
11. checkpointer：检查点线程。进行检查点操作，完成数据库的周期性检查点和执行检查点命令。
12. faultmonitor：监控系统故障
13. gaussdb：初始化（内存，全局信息，信号，线程池等），启动辅助进/线程，循环监听辅助进/线程，处理客户端的连接请求，执行相关 sql 业务其他线程。
14. globalstats
15. heartbeat
16. jemalloc_bg_thd：Jemalloc 开源库的后台线程
17. Jobscheduler：根据 pg_job 表里面定义的 JOB 周期，对 JOB 进行调用
18. pagewriter：后台数据写线程。周期性的把数据库数据缓冲区的内容同步到磁盘上。
19. percentworker：根据 percentile 参数值计算 sql 响应时间百分比，目前 percentile 参数仅支持 80 和 95
20. rbcleaner
21. reaper：回收处于 die 状态的子线程
22. snapshotworker：收集 snapshot 信息，用于生成 WDR 报告
23. Spbgwriter
24. statscollector：统计信息收集，负责收集、保存、持久化数据库运行中产生的各种 metric 信息，包括物理硬件资源使用信息、对象属性及使用信息、SQL 运行信息、会话信息、锁信息、线程信息等。
25. syslogger：运行日志写。主要功能是把各个线程的运行日志信息写到运行日志文件中。
26. TrackStmtWorker
27. txnsnapcapturer
28. undorecycler：回收 undo 空间数据。
29. WALwriter：后台 WAL 写。主要功能是周期性的把日志缓冲区的内容同步到磁盘上。
30. WALwriteraux：wal writer 辅助线程。
31. WalSender：WAL 日志信息发送，负责物理复制和逻辑复制的 wal 文件信息发送。
32. WALreceiver：下游接收 wal 信息，物理复制下游节点接受 wal 文件信息。

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