PostgreSQL中checkpoint的作用和工作原理

###checkpoint的作用
将脏页写入磁盘，避免数据库实例重启之后需要从WAL中恢复大量的数据而增加数据库恢复时间
 
###checkpoints的触发时机
1，手动CHECKPOINT命令；
2，pg_basebackup，CREATE DATABASE，或pg_ctl stop|restart；
3，定期执行的checkpoint，也即每隔checkpoint_timeout定时执行的，默认值为300秒
4，自上一个检查点以来生成了已配置的最大WAL文件数量，属于被动checkpoint。
 
###checkpoint触发时的执行步骤
1，识别共享缓冲区中的所有脏页（已修改的页）；
2，将所有这些缓冲区写入磁盘（或更确切地说，写入文件系统缓存）；
3，调用fsync()将所有修改后的文件刷新到磁盘（数据文件）。
 
###checkpoint的执行时间参数
checkpoint执行时主要是物理IO操作，这是一个比较耗时的操作，PostgreSQL尽可能在checkpoint_timeout*checkpoint_completion_target这个时间范围内完成物理IO操作。
也就是说，只要在规定的时间内完成本次物理IO操作即可，checkpoint_completion_target是一个介于0到1的一个比例，默认值是0.5，那么在 checkpoint 操作的前 50% 时间内，PostgreSQL 会尽量将缓冲区的脏页写入磁盘，这样避免了在 checkpoint 结束时产生突发的 I/O 高峰。
 
checkpoint相关的系统表字段的含义，来自于：https://www.cnblogs.com/abclife/p/14573514.html

1. =#select * from pg_stat_bgwriter;
2. -[ RECORD 1 ]---------+-----------------------------
3. checkpoints_timed     | 15462                       #计划检查点的发生次数，这种检查点是checkpoint_timeout参数规定的超时达到后系统启动的checkpoint；
4. checkpoints_req       | 148                         #被动checkpoint，非计划检查点的次数，包含手动的检查点、xlog(redo日志)检查点(指当某些数据库预定的阈值达到时启动的检查点，比如WAL已经超出了max_wal_size或者checkpoint_segments，也会触发xlog ckpt)
5. checkpoint_write_time | 2130524730                  #检查点写入的总时长
6. checkpoint_sync_time  | 72082                       #检查点同步文件的总时长
7. buffers_checkpoint    | 174657791                   #检查点清理的脏块
8. buffers_clean         | 0                           #bgwriter清理的脏块数量
9. maxwritten_clean      | 0                           #bgwriter清理脏块的时候达到bgwriter_lru_maxpages后终止写入批处理的次数，为了防止一次批量写入太大影响数据块IO性能，bgwriter每次都有写入的限制。不过这个参数的缺省值100太小，对于负载较高的数据库，需要加大；
10. buffers_backend       | 24491898                    #backend清理的脏块数量
11. buffers_backend_fsync | 2                           #backend被迫自己调用fsync来同步数据的计数，如果这个计数器不为零，说明当时的fsync队列已经满了，存储子系统肯定出现了性能问题；
12. buffers_alloc         | 51275374                    #buffer分配的次数
13. stats_reset           | 2021-01-29 14:41:48.97647+08 #上一次RESET这些统计值的时间
15. =#

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参考：
https://guobo507.github.io/2020/basic-tuning-of-checkpoint/
https://www.cnblogs.com/abclife/p/14573514.html
https://cloud.tencent.com.cn/developer/article/1882199

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