Postgres-v3r1源码阅读00- 源码概述

00.01 Postgres简介

PostgreSQL是以加州大学伯克利分校计算机系开发的POSTGRES Version 4.2为基础的对象关系型数据库管理系统(ORDBMS), 为了更好的了解Postgres的原理以及发展历史，我准备花费一段时间来学习Postgres的源码，历史源码可在伯克利的POSTGRES 站点中获取，也可以在本系列文章的Git仓库中获取，本文为 Postgres-v3r1 源码阅读系列第一篇文章。

00.02 目录结构

顶层目录

• COPYRIGHT：版权与许可信息。
• bench/：性能基准与压力测试脚本与查询集（如 query1～query32、r1k/r10k）。
• demo/：示例程序与脚本，展示数据库功能或扩展用法（如 circle.c、boxarea.c）。
• doc/：文档与手册来源（开发者说明、打印支持、参考文档生成相关文件）。
• newconf/：构建与配置系统（Makefile 片段、平台/端口配置、依赖与文件清单）。
• ref/：参考资料与工具（如 libpq 客户端库文档、postquel 历史语言资料、Unix 脚本 initdb/vacuum）。
• sample/：示例说明或模板。
• test/：独立测试脚本与示例代码（如 script-1、von.c）。
• video/：教学/演示用数据与脚本（如 rect_data 和大量 script-*）。

核心源码 src/
每一个目录都对应着一个模块；

• access/heap/：堆表的存储访问方法实现。
• bootstrap/：系统引导工具（创建系统目录/基础对象）。
• commands/：SQL 命令层的实现（如 CREATE/ALTER 等）。
• contrib/3M/：附加模块或第三方示例。
• executor/：查询执行器（执行计划的实际运行）。
• lib/：通用库和工具
  • C/、Gen/、H/：生成脚本、头文件与通用 C 代码。
  • catalog/：系统目录（元数据）相关工具与定义。
  • libpq/：客户端通信库（早期 libpq）。
• main/：服务入口（如 main.c）。
• parser/：解析器及 I/O 例程（io.c/io.h）。
• planner/：查询优化器与计划生成。
• port/：不同平台的移植层（dec/、sparc/、sunos4/ 等）。
• rewrite/：规则系统重写器（基于规则的查询重写）。
• rules/：规则定义与桩代码（prs2/、stubs/）。
• scripts/：构建/运维/测试辅助脚本。
• storage/ipc/：存储与进程间通信（共享内存、锁等）。
• support/：构建与开发支撑工具。
• tcop/：前后端命令处理与输出目标控制（如 dest.c）。
• test/：源码内的测试配置（如 buf.mk）。
• utils/：通用实用组件
  • adt/：内置类型与其函数。
  • cache/：系统缓存。
  • error/：错误与日志处理。
  • fmgr/：函数管理器（动态函数调用）。
  • hash/：哈希结构。
  • init/：初始化流程。
  • mmgr/：内存管理。
  • sort/：排序实现。
  • time/：时间/日期相关。

00.03 构建系统

当前工程的构建系统符合时代背景，它使用多个脚本协同进行构建项目，首先最主要的是一个使用csh编写的名为Make的脚本来驱动整个构建过程的。

通过构建系统，主要可以得到如下目标:

• 可执行文件
  • postgres：数据库后端主程序。
  • postmaster：PostgreSQL 主进程，负责初始化数据库系统、监听连接、管理后端进程。
  • monitor：监控工具，用于监控数据库系统的运行状态(依赖 libpq.a)。
  • xexemon: X11执行器监视器
  • pg_version：打印数据库版本信息。
  • pg_id: 用户/标识工具
• 静态库
  • cinterface.a：C 接口库，用于与 C 代码交互。
  • libpq.a：PostgreSQL 客户端库，用于与 postgres 后端交互。

总体思路
“驱动脚本 + 片段拼接”：

• 解析命令行参数，设置环境与开关。
• 根据目标名将 config.mk 、模块 FILES/*.mkf 、规则 postgres.mk 、 support.mk 、 postmaster.mk 、 defaults.mk 等拼成一个临时 Makefile。
• 把该 Makefile 内容通过标准输入传给 make -f - 在上级目录（项目根）执行，生成中间 .o 聚合和最终二进制。

支持平台
底层支持的实现代码在src/port/目录下，每个子目录对应着一个平台的实现。分别为

• dec: MIPS/DECstation 平台的通用移植
• decsprite: DEC MIPS + Sprite 操作系统的移植
• sparc: SPARC 平台的通用移植
• sun: SunOS 平台的通用移植
• sunos4: SunOS 4.x 平台的通用移植
• ultrix: DEC Ultrix 4.x 的专用移植（DEC 机器，MIPS/VAX 体系）

00.04 系统架构

本节的内容根据当前版本自带的文档进行整理，在本系列的最后一章会对系统架构进行详细的分析。

Postgres采用三主程序的通讯结构，分别是

• 用户应用(User Application): 通过libpq与后端交互，可运行在任意可访问服务端的主机上。
• Postmaster: 处理网络初始化与链接；首次启动分配共享内存与信号量以供后端使用；为每个连接fork一个后端进程，之后返回监听。
• Postgres(backend): 真正的数据库引擎;与对应的用户应用一对一的查询与结果。

下一节将具体分析分析后端的代码逻辑。