从数据库源码比较 PostgreSql和OpenGauss的启动过程

Jun 16, 2025

测试环境版本：

Postgresql 17
OpenGauss 6.0

启动命令比较

数据库	启动命令	起始代码文件	执行启动数据库的命令
postgresql	pg_ctl start	pg_ctl.c	通过execl 调用postgres 程序
opengaussdb	gs_ctl start	pg_ctl.cpp	通过execl 调用gaussdb 程序

Postgresql的堆栈和具体代码

opengauss的堆栈和具体代码

数据库主进程对比

数据库名	主函数路径	进程名
Postgresql	src/backend/main/main.c	postgres
opengauss	src/gausskernel/process/main/main.cpp	gaussdb

openGauss 与 PostgreSQL 的 main 函数比较

openGauss 和 PostgreSQL 的 main 函数都是数据库系统的入口点，但它们在实现上有一些重要区别。以下是主要比较点：

相似之处

基本功能：两者都作为数据库系统的入口点，负责初始化环境并分发到不同的运行模式（如 postmaster、单用户模式、引导模式等）。
命令行参数处理：都支持类似的命令行参数，如 --help、--version、--boot、--single 等。
安全检查：都会检查是否以 root 用户运行，并禁止以 root 身份启动数据库。
本地化设置：都会设置区域信息（locale）。

主要差异

线程模型 vs 进程模型：
- openGauss 使用线程模型：
```
knl_thread_init(MASTER_THREAD);
t_thrd.fake_session = create_session_context(t_thrd.top_mem_cxt, 0);
```
- PostgreSQL 使用进程模型，没有线程相关的初始化。

透明大页（THP）禁用：

openGauss 在启动时禁用透明大页以优化性能：

#if defined(ENABLE_LITE_MODE) && defined(__linux__) && defined(PR_SET_THP_DISABLE)
    prctl(PR_SET_THP_DISABLE, 1, 0, 0, 0);
#endif

PostgreSQL 没有这个特性。

云存储支持：
- openGauss 有 OBS（对象存储服务）相关初始化。
- PostgreSQL 没有云存储集成。

加密支持：

openGauss 支持以加密模式运行：

if (!strcmp(progname, "gs_encrypt")) {
    return encrypte_main(argc, argv);
}

PostgreSQL 没有这个特性。

MMAP 阈值设置：

openGauss 允许通过环境变量设置 MMAP 阈值：

mmap_env = gs_getenv_r("GAUSS_MMAP_THRESHOLD");
if (mmap_env != NULL) {
    check_backend_env(mmap_env);
    mmap_threshold = (size_t)atol(mmap_env);
}

PostgreSQL 没有这个特性。

命令行选项：
- openGauss 支持更多的命令行选项，如 -M 指定服务器模式（主、备、待机等）。
- PostgreSQL 的选项相对较少。

总结

openGauss 的 main 函数在 PostgreSQL 的基础上进行了大量扩展，主要增强了：

线程模型替代进程模型
更复杂的内存管理
性能优化（如禁用透明大页）
云原生支持
更丰富的运行模式
更强的安全特性（如加密支持）

PostmasterMain 函数对比

PostmasterMain 函数是两款数据库的主服务进程入口函数，它负责整个数据库实例的生命周期管理，主要职责包括初始化进程，进程管理,连接管理等，是数据库中最重要的函数之一。

	Postmaster 主函数源文件路径
Postgresql	src/backend/postmaster/postmaster.c
OpenGauss	src/gausskernel/process/postmaster/postmaster.cpp

openGauss 的 PostmasterMain函数与 PostgreSQL 的同名函数有许多相似之处，但也存在显著差异。以下是主要比较点：

相似之处

基本框架：两者都是数据库服务器的主入口函数，负责初始化系统、处理命令行参数、设置监听端口和启动各种后台进程。
命令行参数处理：都使用类似的选项解析机制，许多参数如 -D（数据目录）、-p（端口）等保持一致。
内存管理初始化：都会初始化内存上下文系统，创建 postmaster 内存上下文。
配置文件处理：都会读取和处理配置文件（postgresql.conf）。

主要差异

集群模式支持：

openGauss 增加了 -M 参数支持多种运行模式：

case 'M':
    if (0 == strncmp(optCtxt.optarg, "primary", strlen("primary"))) {
        t_thrd.xlog_cxt.server_mode = PRIMARY_MODE;
    } else if (0 == strncmp(optCtxt.optarg, "standby", strlen("standby"))) {
        t_thrd.xlog_cxt.server_mode = STANDBY_MODE;
    }
    // 还支持 pending、normal、cascade_standby、hadr_main_standby 等模式

分布式架构支持：

openGauss 增加了 --coordinator 和 --datanode 选项，支持分布式部署：

if (name != NULL && strcmp(name, "coordinator") == 0 && value == NULL)
    g_instance.role = VCOORDINATOR;
else if (name != NULL && strcmp(name, "datanode") == 0 && value == NULL)
    g_instance.role = VDATANODE;

安全特性：

openGauss 增加了安全模式选项：

if (name != NULL && strlen(name) == SECURITY_MODE_NAME_LEN &&
    strncmp(name, SECURITY_MODE_NAME, SECURITY_MODE_NAME_LEN) == 0) {
    isSecurityMode = true;
}

云存储支持：

openGauss 增加了 OBS（对象存储服务）支持：

#ifndef ENABLE_LITE_MODE
    initOBSCacheObject();
    S3_init();
#endif

UDF 隔离执行：

openGauss 增加了 Fenced UDF 模式：

if (FencedUDFMasterMode) {
    // 初始化线程参数池等
    FencedUDFMasterMain(0, NULL);
    return 0;
}

DSS 设备支持：

openGauss 增加了分布式存储服务支持：

if (dss_device_init(...) != DSS_SUCCESS) {
    write_stderr("failed to init dss device\n");
    ExitPostmaster(1);
}

线程模型：
- openGauss 使用线程而非进程模型：
```
t_thrd.proc_cxt.MyProcPid = PostmasterPid = gs_thread_self();
```
- PostgreSQL 使用进程模型：MyProcPid = PostmasterPid = getpid();
网络监听处理：
- openGauss 有更复杂的网络监听管理，支持动态重建监听地址：
```
static void rebuild_listen_address_socket()
```
并行恢复配置：
- openGauss 增加了并行恢复相关配置：
```
ConfigRecoveryParallelism();
ProcessRedoCpuBindInfo();
```

总结

openGauss 的 PostmasterMain 函数在 PostgreSQL 的基础上进行了大量扩展，主要增强了：

企业级特性（安全模式、高可用性）
分布式架构支持（协调节点、数据节点）
云原生能力（对象存储集成）
性能优化（并行恢复、CPU绑定）
线程模型替代进程模型

这些差异反映了 openGauss 作为企业级数据库的定位，更注重高可用、高性能和云原生特性。

启动完成后进程对比

postgresql 采用的是多进程架构

129644 ?        Ss     0:00 /home/postgres/pgsql/bin/postgres
129645 ?        Ss     0:00  \_ postgres: checkpointer 
129646 ?        Ss     0:00  \_ postgres: background writer 
129648 ?        Ss     0:00  \_ postgres: walwriter 
129649 ?        Ss     0:00  \_ postgres: autovacuum launcher 
129650 ?        Ss     0:00  \_ postgres: logical replication launcher

opengauss 采用的是单进程多线程架构

[opengauss@edc-pdf-dmdb02 include]$ ps -T -p 1085
   PID   SPID TTY          TIME CMD
  1085   1085 ?        00:00:00 gaussdb
  1085   1091 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
  1085   1141 ?        00:00:00 gaussdb
  1085   1142 ?        00:00:00 syslogger
  1085   1143 ?        00:00:00 auditor
  1085   1144 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
  1085   1145 ?        00:00:00 alarm
  1085   1146 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
  1085   1147 ?        00:00:00 reaper
  1085   1148 ?        00:00:00 jemalloc_bg_thd
  1085   1172 ?        00:00:00 gaussdb
  1085   1173 ?        00:00:00 gaussdb
  1085   1174 ?        00:00:00 gaussdb
  1085   1188 ?        00:00:00 checkpointer
  1085   1189 ?        00:00:00 Spbgwriter
  1085   1190 ?        00:00:00 pagewriter
  1085   1191 ?        00:00:00 pagewriter
  1085   1192 ?        00:00:00 pagewriter
  1085   1193 ?        00:00:00 pagewriter
  1085   1194 ?        00:00:00 pagewriter
  1085   1212 ?        00:00:00 WALwriter
  1085   1213 ?        00:00:00 WALwriteraux
  1085   1215 ?        00:00:00 AVClauncher
  1085   1216 ?        00:00:00 Jobscheduler
  1085   1217 ?        00:00:00 asyncundolaunch
  1085   1218 ?        00:00:00 globalstats
  1085   1220 ?        00:00:00 applylauncher
  1085   1221 ?        00:00:00 statscollector
  1085   1222 ?        00:00:00 CfsShrinker
  1085   1223 ?        00:00:00 percentworker
  1085   1224 ?        00:00:00 ashworker
  1085   1226 ?        00:00:00 TrackStmtWorker
  1085   1227 ?        00:00:00 2pccleaner
  1085   1228 ?        00:00:00 faultmonitor
  1085   1229 ?        00:00:00 WLMworker
  1085   1230 ?        00:00:00 WLMmonitor
  1085   1231 ?        00:00:00 WLMarbiter
  1085   1233 ?        00:00:00 undorecycler

总结

从数据库启动流程的视角来看，openGauss在设计构建时大量借鉴了PostgreSQL的理念。在openGauss的代码中，PostgreSQL的影响清晰可辨，许多模块和逻辑都能看到其影子。同时，openGauss积极创新，增添了一系列关键功能。例如，它支持云存储，满足了当下云计算环境下数据存储的需求；引入分布式架构，提升了系统的扩展性与性能，可应对大规模数据处理任务。此外，openGauss还进行了底层架构的重大变革，将原本的架构改为多线程架构。