1. 線程角色與全局結構
  • WalSender（主）
    源碼：src/gausskernel/process/replication/walsender.cpp
    主結構：knl_t_walsender_context（單線程上下文）
    全局槽位：WalSndCtlData walsndctl（共享內存，最多 MAX_REPLICATION 個槽位）
    關鍵成員：
    – walsnds[i].pid：sender 後端 pid
    – sendFile/sendSegNo/sendOff：當前正讀的 WAL 文件/段/偏移
    – reply_message：對端備機回寫的 LSN、flush/apply 時間戳
    – walSndCaughtUp：bool，標記是否已追平
  • WalReceiver（備）
    源碼：src/gausskernel/process/replication/walreceiver.cpp
    主結構：knl_t_walreceiver_context
    共享結構：WalRcvCtlBlock *walRcvCtlBlock（與 startup 進程交互）
    關鍵成員：
    – receivedUpto：已寫入本地 WAL 段的 LSN
    – receiveStart：本次連接期望從主庫拿到的起始 LSN
    – feedback_message：熱備反饋，用於主庫回收舊 WAL
  • Startup/Recovery（備）
    源碼：src/gausskernel/process/postmaster/startup.cpp → StartupXLOG()
    負責解析 WAL 記錄並調用對應 redo 函數；openGauss 裏增加 ParallelRedoWorker 支持並行回放。
  1. 建連與握手（源碼級流程）
    ① 備庫啓動 → postmaster fork startup → startup fork walreceiver
    ② WalReceiverMain() 通過 libpq 連接主庫，發送 IDENTIFY_SYSTEM 命令
    ③ 主庫後端進入 WalSenderMain() → WalSndHandshake()
    – 校驗協議版本、系統標識、時間線
    – 協商起始 LSN（receiveStart）
    – 若啓用了 SSL、壓縮、quorum，這裏一併協商標誌位
    ④ 握手成功 → 進入 WalSndLoop()，開始實時流式複製
  1. 主庫發送端（XLog → Socket）
    核心函數：XLogSend()（在 walsender.cpp）
  • 循環體內
  1. pgstat_report_activity() 更新進程狀態
  2. SendXlog() → 從 sendFile 當前偏移讀取 8 KB 塊
  3. pq_putmessage('d', ...) 封包寫入 TCP 發送緩衝區
  4. 更新 sentPtr（已發送 LSN）
  • 當 sentPtr >= flushPtr 且 WalSndCaughtUp=true 時進入 WalSndWaitForWal()，等待主庫產生新 WAL（epoll 阻塞在 WalSenderMain() 的 select()）
  1. 備庫接收端（Socket → XLog）
    核心函數：WalReceiverMain() → WalReceiverReceive()
  • pq_getmessage() 收包 → 寫入 walRcvCtlBlock->receiveBuf
  • 緩衝區滿或收到完整記錄 → XLogWalRcvWrite() → write() 到本地 ${PGDATA}/pg_xlog/（或 pg_wal）
  • 每 4 KB 或超時觸發 XLogWalRcvFlush() → fsync()
  • 更新共享內存 receivedUpto，並通過 WalReceiverSendReply() 把 received/flush/apply LSN 回寫給主庫
  1. 一致性協議（Quorum / 同步備）
    主結構：WalSndCtlData 裏的
  • SyncRepQueue[NUM_SYNC_REP_WAIT_MODE]：後端事務等待隊列
  • lsn[NUM_SYNC_REP_WAIT_MODE]：隊列頭線程要等待的 LSN

關鍵代碼：SyncRepWaitForLSN()（src/gausskernel/replication/syncrep.cpp）

  • 事務提交 → XLogFlush() → SyncRepWaitForLSN(XactCommitLSN)
  • 把自身掛到 SyncRepQueue[mode]，並睡在 latch 上
  • WalSender 收到備機 ACK 後，SyncRepReleaseWaiters() 喚醒滿足 ackLsn >= commitLsn 的等待者
  • Quorum 邏輯：配置 synchronous_standby_names = 'ANY 1 (dn1_2,dn2_2)' 時，只要 N/2 個備機 ACK 即可放行。
  1. 並行回放（openGauss 擴展）
    新增文件：
  • src/gausskernel/process/replication/parallel_rewind.cpp
  • src/gausskernel/storage/buffer/parallel_redo.cpp

關鍵結構：ParallelRedoCtx（共享內存）

  • redoWorkers[]：回放工作線程池（默認 4 個，可配 recovery_parallelism）
  • availableMsg：生產者-消費者環形隊列，槽位大小 = 1 條 WAL 記錄

流程：

  1. Startup 進程解析 WAL → 把可並行記錄（heap、btree、undo 等）塞進 ParallelRedoCtx
  2. 空閒 worker 搶到槽位 → 調用對應 rmgr 的 redo 函數
  3. 不可並行記錄（如 checkpoint、twophase）由 startup 自己串行執行
  4. 所有 worker 完成當前 LSN 後，更新 lastAppliedLSN → 向主庫反饋 apply 進度
  1. 級聯備與壓縮
  • 級聯備：中間備庫同時扮演 “WalSender + WalReceiver” 角色，代碼路徑同上述，僅增加 AmWalReceiverForStandby 標誌。
  • 壓縮：握手階段協商 compression = zlib/lz4，XLogSend() 裏先 deflate() 再 pq_putmessage()，節省跨機房帶寬。
  1. 快速定位的斷點清單 | 場景 | 函數文件 | 行區 | |---|---|---| | 主庫事務等待同步 | SyncRepWaitForLSN() | syncrep.cpp | | 主庫發送 WAL | XLogSend() | walsender.cpp | | 備庫寫 WAL | XLogWalRcvWrite() | walreceiver.cpp | | 備庫反饋 ACK | WalReceiverSendReply() | walreceiver.cpp | | 並行回放入口 | ParallelRedoMain() | parallel_redo.cpp | | 級聯備身份切換 | WalReceiverMain() 判斷 AmWalReceiverForStandby | walreceiver.cpp |

把以上關鍵點串起來，就能在源碼層面清晰看到：
“事務提交 → 主庫 flush → Sender 發送 → Receiver 寫盤 → ACK → 喚醒等待隊列 → Startup/Worker 並行回放”
的完整數據鏈。後續二次開發（例如新增壓縮算法、自定義同步級別）只需在對應結構體里加字段、在對應函數里加分支即可。