PostgreSQL pg_rewind原理

一、背景
常见的高可用架构中，如果master挂了且有数据没有同步到备，高可用系统会提升备为主对外服务。对于老主有可能再以备的身份加入集群时，可能搭建流复制关系失败。可以用pg_rewind工具使主备的数据一致。

二、pg_rewind原理

三、相关代码

1、每个文件（目录）的差异被记录在结构体 file_entry_t 中，其定义如下
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、文件类型
typedef enum
{
    FILE_TYPE_REGULAR,//常规文件
    FILE_TYPE_DIRECTORY,//目录
    FILE_TYPE_SYMLINK//软连接
} file_type_t;
3、对应文件的操作action
typedef enum
{
    FILE_ACTION_CREATE,         /* 创建目录或者软链接: create_target(entry)*/
    FILE_ACTION_COPY,           /* 复制整个文件或者重写已存在的文件: fetch_file_range(entry->path, 0, entry->newsize);*/
    FILE_ACTION_COPY_TAIL,      /* 从source中拷贝从oldsize到newsize的部分 fetch_file_range(entry->path, entry->oldsize, entry->newsize)*/
    FILE_ACTION_NONE,           /* 无操作 */
    FILE_ACTION_TRUNCATE,       /* 裁剪target集群文件到'newsize'大小: truncate_target_file(entry->path, entry->newsize)*/
    FILE_ACTION_REMOVE          /* 删除本地文件/目录/软链接: remove_target(entry)*/
} file_action_t;
4、其他变量解读
isrefile 表示该文件是否是一个表数据文件，表数据文件的路径要满足以下几个条件：
isRelDataFile(path)：
    global/ 目录下的文件，即数据库共享的表文件目录下的文件
    base/ 目录下的文件，即默认tablespace的表文件目录下的文件
    pg_tblspc/&rnode.spcNode/TABLESPACE_VERSION_DIRECTORY/目录下的文件，即其他tablespace 的表文件目录下的文件，其中PG_9.4_201403261 与版本相关
    文件名符合的格式
pagemap （怎么用？extractPageInfo）存储了一个bitmap，每一位存储了对应的目的集群文件中的每个page 从两个集群的分叉点之后是否发生了变化，1代表发生变化，0代表未变化。
oldsize 代表目的集群该文件的大小，newsize 代表源集群该文件的大小。pg_rewind 中通过源集群和目的集群的对应文件大小比较或者文件（目录）是否存在，指定文件的处理action，例如：
    oldsize > newsize： action=FILE_ACTION_TRUNCATE
    oldsize < newsize： action=FILE_ACTION_COPY_TAIL
    如果文件不存在，则action=FILE_ACTION_COPY，PG_VERSION文件除外
    如果目录不存在，则action=FILE_ACTION_CREATE
    如果文件多余，则action=FILE_ACTION_REMOVE
    以上动作由函数process_target_file和process_source_file一起处理。只在process_target_file设置FILE_ACTION_REMOVE
5、提取wal日志获取更改页的步骤：
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 工具执行需要打开full_page_writes，而打开了full_page_writes 之后，checkpoint 后每个数据页的第一次修改对应的数据页的全部内容都会写在WAL日志记录中，所以pg_rewind 可以根据WAL 日志的组织结构很容易的找到对应已经修改的数据页信息，并把对应的file_entry_t 的bitmap 置为1。
XLogRecGetBlockTag：XLogReaderState.blocks[XLR_MAX_BLOCK_ID + 1]