面试题：PostgreSQL中Postmaster主进程在故障恢复时起到什么作用？

Question

请阐述PostgreSQL的Postmaster主进程在数据库发生故障后，进行恢复操作过程中的具体职责和工作机制。

Answer 1

PostgreSQL的Postmaster主进程在故障恢复中的职责和工作机制

1. 职责
   • 协调恢复流程：Postmaster主进程负责整体协调数据库故障恢复工作，作为整个恢复操作的核心枢纽，它指挥各个相关子系统和进程协同工作，确保恢复过程有序进行。
   • 管理日志和检查点：监控和管理预写式日志（Write - Ahead Log，WAL）以及检查点机制。WAL记录了数据库所有的修改操作，检查点则定期将内存中的数据刷新到磁盘，Postmaster确保这些机制在恢复时能正确发挥作用。
   • 恢复数据库状态：目标是将数据库恢复到故障前的一致性状态，通过协调对WAL日志的重放等操作，使数据库数据达到故障前的最新且一致的状态，保证数据的完整性和可用性。
2. 工作机制
   • 启动恢复检测：当数据库发生故障后，Postmaster主进程在重启时会检测到故障，并判断是否需要进行恢复操作。它会依据存储的数据库运行状态信息以及检查点记录来确定恢复的起点和方式。
   • 重放WAL日志：Postmaster主进程会启动专门的子进程（如WAL重放进程）来重放预写式日志。从最近的检查点位置开始，按照日志记录的顺序重新执行所有的事务操作，将数据库状态向前推进，恢复对数据的修改。
   • 处理并发和锁机制：在恢复过程中，Postmaster需要处理好并发控制和锁机制，确保在重放日志时，不会出现数据不一致问题。它会恢复故障前的锁状态，避免因并发操作导致的错误。
   • 故障处理和恢复验证：在恢复过程中，如果遇到日志损坏等故障，Postmaster主进程负责采取相应的处理措施，如尝试跳过损坏部分或进行错误报告。恢复完成后，它会对恢复后的数据库状态进行验证，确保数据库达到一致性状态，然后才允许数据库对外提供服务。