VFD机制中由结构体struct vfd来维护。其中各个成员变量的意义如下表所示:
fd | vfd实际对应的物理文件文件描述符 |
fdstate | FD_DELETE_AT_CLOSE:表示文件在关闭时需删除 FD_TEMP_FILE_LIMIT:标记临时文件 FD_CLOSE_AT_EOXACT: 这几个都针对临时文件 |
resowner | owner, for automatic cleanup |
nextFree | VFD的free链表,实际上是数组的下标。 |
lruMoreRecently | VFD的最近最少使用链表,为双向。实际上也是数组的下标 |
lruLe***ecently | lruLe***ecently为正向,每次插入都插入头部 |
fileSize | 文件大小 |
fileName | 文件名 |
fileFlags | 打开文件时的标签,比如O_CREATE等 |
fileMode | 打开文件时的属性,比如读写权限等 |
启动时初始化,使用malloc,只在本进程中有效,即每个进程都维护各自的VfdCache而并非共享内存。初始化时只申请第一个数组,并将其fd置为VFD_CLOSED。
PostgresMain->BaseInit->InitFileAccess: VfdCache = (Vfd *) malloc(sizeof(Vfd)); MemSet((char *) &(VfdCache[0]), 0, sizeof(Vfd)); VfdCache->fd = VFD_CLOSED; SizeVfdCache = 1;
1)Open时首先会调用AllocateVfd,从VfdCache数组中找一个空闲的slot,然后返回。该函数流程见AllocateVfd调用。
2)然后会调用ReleaseLruFiles判断是否open了最大限制的fd。如超出限制,则将LRU链表最后一个VFD的fd close掉。
3)open文件,并将该VFD插入到LRU链表。插入LRU的函数Insert详细流程看下面的函数分析。
4)然后对vfdP成员变量进行赋值。
PathNameOpenFilePerm-> file = AllocateVfd(); vfdP = &VfdCache[file]; ReleaseLruFiles(); vfdP->fd = BasicOpenFilePerm(fileName, fileFlags, fileMode); Insert(file); vfdP->fileName = fnamecopy; /* Saved flags are adjusted to be OK for re-opening file */ vfdP->fileFlags = fileFlags & ~(O_CREAT | O_TRUNC | O_EXCL); vfdP->fileMode = fileMode; vfdP->fileSize = 0; vfdP->fdstate = 0x0; vfdP->resowner = NULL;
1)每次调用BasicOpenFilePerm open文件前都会调用AllocateVfd从VfdCache中获取一个空闲的vfd。
2)首先会判断free链表中是否为空。初始时刻,SizeVfdCache为1,则会将VfdCache初始化成大小32的数组,并将其通过nextFree串联起来形成free链表,注意该free链表为循环。
3)VfdCache[0]不使用。最开始32个的时候,即第一次扩充后free 链表如下图所示,跳过VfdCache[1],1会返回。也就是说每次取VFD都是 VfdCache[0].nextFree
4)后续再次扩充时,都是翻倍进行扩充
AllocateVfd-> if (VfdCache[0].nextFree == 0){ Size newCacheSize = SizeVfdCache * 2; if (newCacheSize < 32) newCacheSize = 32; newVfdCache = (Vfd *) realloc(VfdCache, sizeof(Vfd) * newCacheSize); VfdCache = newVfdCache; for (i = SizeVfdCache; i < newCacheSize; i++){ MemSet((char *) &(VfdCache[i]), 0, sizeof(Vfd)); VfdCache[i].nextFree = i + 1; VfdCache[i].fd = VFD_CLOSED; } VfdCache[newCacheSize - 1].nextFree = 0; VfdCache[0].nextFree = SizeVfdCache; SizeVfdCache = newCacheSize; } file = VfdCache[0].nextFree; VfdCache[0].nextFree = VfdCache[file].nextFree; return file;
1)nfile为open打开的文件数,numAllocatedDescs为fopen打开的文件数,max_safe_fds为操作系统计算得出的值。
2)一旦超出max_safe_fds值,就会调用ReleaseLruFile从LRU链表删除一个,注意删除的是VfdCache[0].lruMoreRecently,即链表的尾部,最近最少使用的。
3)首先将该fd关闭,然后将之置为VFD_CLOSED。调用Delete函数将VFD从LRU链表删除。注意这里只是从LRU链表删除,不会释放回收到free链表,也不会修改vfd数据结构的其他成员变量值。因为后续可能还会用到该物理文件,会重新open并将之重新insert到LRU链表。
ReleaseLruFiles-> while (nfile + numAllocatedDescs >= max_safe_fds){ if (!ReleaseLruFile()) break; }
ReleaseLruFile-> LruDelete(VfdCache[0].lruMoreRecently);-> vfdP = &VfdCache[file]; close(vfdP->fd); vfdP->fd = VFD_CLOSED; --nfile; Delete(file);--> vfdP = &VfdCache[file]; VfdCache[vfdP->lruLe***ecently].lruMoreRecently = vfdP->lruMoreRecently; VfdCache[vfdP->lruMoreRecently].lruLe***ecently = vfdP->lruLe***ecently;
Insert-> vfdP = &VfdCache[file]; vfdP->lruMoreRecently = 0; vfdP->lruLe***ecently = VfdCache[0].lruLe***ecently; VfdCache[0].lruLe***ecently = file; VfdCache[vfdP->lruLe***ecently].lruMoreRecently = file;
LRU链表的形式如下:
Insert一个VFD时:
Delete(file);--> vfdP = &VfdCache[file]; VfdCache[vfdP->lruLe***ecently].lruMoreRecently = vfdP->lruMoreRecently; VfdCache[vfdP->lruMoreRecently].lruLe***ecently = vfdP->lruLe***ecently;
例如删除VfdCache[1]:
1)每次调用FileClose时,会回收vfd到free链表。
2)先调用close函数
3)然后将之从LRU链表删除
4)如果是临时文件,还会将临时文件删除
5)调用FreeVfd将vfd回收到free链表
FileClose-> close(vfdP->fd); --nfile; vfdP->fd = VFD_CLOSED; Delete(file); ... FreeVfd(file);
调用函数FreeVfd回收,注意几个成员变量的修改。回收时,将之插入到free链表头部。注意每次取时也从头部取
FreeVfd-> free(vfdP->fileName);//注意fileName需要释放,他是另malloc的 vfdP->fileName = NULL; vfdP->fdstate = 0x0; vfdP->nextFree = VfdCache[0].nextFree; VfdCache[0].nextFree = file;
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