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适用范围

Postgresql 10+

问题概述

1. WAL 是什么？

2. WAL 段文件命名规则

3. WAL 作用

4. WAL 查看方法

解决方案

1.WAL 是什么？

• WAL 是记录Postgresql数据库运行期间事物变更与行为的事物日志文件。
• 既然是一个文件，那它有多大呢？ 一个长度为8B的文件。
  刚看到是否觉得才“8B”，这么小，能做什么？但将它换算成存储大小后为：16EB。EB是什么概 念？1EB=1024PB=1024*1024TB 看到 TB 头脑是否已经有些概念。16EB相对现在技术，基本算是无限容量，实际也不存在如此大的存储，所以聪明的工程师将WAL看成一个虚拟文件，物理上将它切分成段，默认为16MB，所以产生了个新名词————“WAL段文件”。

2.WAL命名规则

WAL段文件名称是由24个十六进制数组成。可分解成三组8位十六进制数。
命名规则用公式表示如下：

WAL段文件名=timelineId + (uint32)(LSN-1)/(16M*256) + （uint32)(LSN-1)/16M %256

LSN：Log sequence number
16M：数据库初始化时段文件默认大小16M，与参数--wal-segsize指定，取值范围1-1024M
256：2^32/(16*1024*1024)

这三组十六进制数意义如下：

00000001 00000004 000000A4
-------- -------- --------
时间线标识    LogId    LogSeg

时间线标识：timelineId,是以1起始递增的正整数
LogId：逻辑日志文件号，是以1起始递增的正整数
LogSeg：段文件号，是以1起始递增的正整数

根据上面公式，可知当WAL文件使用默认16M大小时，Log十六进制数前6位，也就是二进制的24位。
这个24位二进制数，又可以细分为：13位表示块号，11位表示块内偏移量。
块默认8K。
WAL文件中包含数据块/页个数：
16M/8K=2048 
或
2^13=2048
数据块/页中可含有偏移量：
2^11=2048

3.WAL作用

利用数据写数据文件，必先写WAL日志的机制，保障数据库崩溃时，可根据日志记录重做。
WAL日志I/O为顺序写，效率高，数据落盘不一定为顺序写，降低I/O峰值压力。

4.WAL查看方法

--查看当前WAL 的LSN
select pg_current_wal_lsn();
 pg_current_wal_lsn 
--------------------
 4/A5001C10

通过上面提到的命名规则可知：
LogId逻辑文件号：4
LogSeg段文件号：A5
数据块/页号：x001
数据块/页偏移量：xC10

--查看当前WAL对应的WAL日志文件
select pg_walfile_name(pg_current_wal_lsn()); 
     pg_walfile_name      
--------------------------
 0000000100000004000000A5

-- 根据当前WAL的LSN 查看日志文件
select pg_walfile_name('4/A5001C10');
     pg_walfile_name      
--------------------------
 0000000100000004000000A5

--通过系统命令查看
pg_controldata 
pg_control version number:            1300
Catalog version number:               202107181
Database system identifier:           7073645365709360220
Database cluster state:               in production
pg_control last modified:             Fri 02 Sep 2022 11:57:04 PM CST
Latest checkpoint location:           4/A5001C48
Latest checkpoint's REDO location:    4/A5001C10
Latest checkpoint's REDO WAL file:    0000000100000004000000A5

--通过 Latest checkpoint location 获取公式中LSN号：
select x'4A5001C10'::bigint;
    int8    
------------
 19948117008

--利用公式计算LogSeg段文件号：
select (19948117008-1)/(16*1024*1024) %256
 select to_hex((19948117008-1)/(16*1024*1024) %256); 
 to_hex 
--------
 a5     <----------也就是4/A5001C10中的A5

--利用公式计算LogId逻辑文件号：
 select to_hex((19948117008-1)/(16*1024*1024*256::bigint));
 to_hex 
--------
 4    <----------也就是4/A5001C10中的4

--验证
select pg_walfile_name('4/A5001C10');
     pg_walfile_name      
--------------------------
 0000000100000004000000A     <----------与计算值一致

参考文档

https://pg-internal.vonng.com/#/ch9
https://www.postgresql.org/docs/current/runtime-config-wal.html