接前文postgresql編譯安裝與調試（一），繼續說說postgresql的編譯安裝與調試。
上一篇已經詳細說明了如何在Linux系統上編譯安裝postgresql，這次我們在此基礎上簡單講講如何在linux系統上調試和追蹤代碼。
我記得之前看過一篇關於posgresql的文章，postgresql最早只有20萬左右的代碼量，而如今已經過100萬行了，如此巨大的代碼量，在沒有綱領的前提下簡直是盲人摸象。
為方便調試工作，在進入具體的調試之前，我們先來好好了解下postgresql的代碼體系結構。
- 1.postgresql的目錄結構
首先進入postgresql的第一級目錄
config文件夾主要放的是一些配置文件；contrib文件夾里放的是一些第三方的插件、擴展程序等，常用的有pg_standby、postgres_fdw這些；doc文件夾不用說放的是一些幫助文檔和manuals；最主要的是src目錄，這里放置的是postgresql的源代碼，也是我們調試和跟蹤的主要文件目錄了。然后INSTALL文檔里較為詳細的寫了如何編譯安裝postgresql；configure和Makefile這些是程序編譯時要用的文件了。
進去src目錄，
首先那幾個Makefile文件什么的就不用多介紹了，主要看看這幾個文件夾。
bin/ 放置了postgresql的unix命令，比如psql、initdb這些的源代碼;
backend/ postgresql后端程序的源代碼;
include/ 頭文件;
interfaces/ 前端相關的庫的代碼（包括pgsql的C語言庫libpq）;
makefiles/ 平台相關的make的設置文件;
pl/ 存儲過程語言的代碼;
port/ 平台移植相關的代碼;
template/ 平台相關的設置文件;
test/ postgresql自帶的各種測試腳本;
timezone/ 時區相關的代碼文件;
tools/ 各種開發工具和文檔;
tutorial/ 各種相關教程。
可以看出比較核心的是backend、bin、interfaces這三個目錄，其中backend對應后端（服務器端），剩下兩個對應前端（客戶端）。
對於我們的調試工作，大部分關注點集中在后端，即backend目錄，在該目錄下細分了好多目錄：
access/ 各種存儲訪問方法(在各個子目錄下) common(共同函數)、gin (Generalized Inverted Index通用逆向索引) 、gist (Generalized Search Tree通用索引)、hash (哈希索引)、heap (heap的訪問方法)、index (通用索引函數)、 nbtree (Btree函數)、transam (事務處理)、 bootstrap/ 數據庫的初始化處理(initdb的時候)
catalog/ 系統目錄
commands/ SELECT/INSERT/UPDATE/DELETE以為的SQL文的處理
executor/ 執行器(訪問的執行)
foreign/ FDW(Foreign Data Wrapper)處理
lib/ 共同函數
libpq/ 前端/后端通信處理
main/ postgres的主函數
nodes/ 構文樹節點相關的處理函數
optimizer/ 優化器
parser/ SQL構文解析器
port/ 平台相關的代碼
postmaster/ postmaster的主函數 (常駐postgres)
replication/ streaming replication
regex/ 正則處理
rewrite/ 規則及視圖相關的重寫處理
snowball/ 全文檢索相關（語干處理）
storage/ 共享內存、磁盤上的存儲、緩存等全部一次/二次記錄管理(以下的目錄)buffer/(緩存管理)、 file/(文件)、freespace/(Fee Space Map管理) ipc/(進程間通信)、large_object /(大對象的訪問函數)、 lmgr/(鎖管理)、page/(頁面訪問相關函數)、 smgr/(存儲管理器)
tcop/ postgres (數據庫引擎的進程)的主要部分
tsearch/ 全文檢索
utils/ 各種模塊(以下目錄) adt/(嵌入的數據類型)、cache/(緩存管理)、 error/(錯誤處理)、fmgr/(函數管理)、hash/(hash函數)、 init/(數據庫初始化、postgres的初期處理)、mb/(多字節文字處理)、misc/(其他)、mmgr/(內存的管理函數)、 resowner/(查詢處理中的數據(buffer pin及表鎖)的管理)、sort/(排序處理)、time/(事務的 MVCC 管理)
- 2.利用gdb調試postgresql
首先我們要有gdb這個工具，如果沒有，可以用yum命令自動的去安裝它。
調試postgresql，我們先以最簡單的SQL文作為例子演示如何調試跟蹤代碼。例如：
select 1;
首先，我們利用postgres用戶進入postgresql:
既然要用gdb跟蹤調試程序，我們首先要知道postgresql后端進程的pid，然后才能attach上進行調試（對gdb命令不熟悉的可以先自行百度下）。
要獲取postgresql的pid，我們有兩個辦法。
方法1.使用ps命令查看
[root@promote ~]# ps -ef | grep postgres
我們可以看到
那個[local] idle 提示的那個就是我們要的，可知進程pid為16581；
方法2.直接在進入postgresql后運行下面的查詢語句：
select pg_backend_pid();
也可以得到進程的pid，方便快捷。
得到進程的pid后，我們就可以進入gdb調試了。
另開一個窗口，我們輸入如下命令：
[root@promote ~]# gdb postgres 16581
進入了gdb命令行界面。
在這個狀態下，可以接受gdb命令，這里，我們使用b命令在ExecResult處打上斷點：
這個時候我們再回到postgresql的窗口，執行SQL文：
我們可以看到因為postgres進程已經暫停，SQL會卡在那里動不了，這也是我們的目的，不然怎么一步一步(似魔鬼的步伐)的調試呢？
我們再回到gdb這邊，運行c命令，程序就會繼續執行下去，然后再斷點處（ExecResult）停止。
作為一個好奇寶寶，我們當然會很好奇執行路徑上走過了哪些文件調用了哪些函數（廢話，不然干嘛要調試）？
好的，我們執行gdb的bt命令：
這一大串就是我們夢寐以求的函數調用的堆棧了。這樣從程序開始到ExecResult為止的函數調用都有了。既然說是“堆棧”，我們自然是要反着看的，比如，我們可以看到最早調用的是main函數，它在（at）main.c文件里，在main函數的第228行，調用了PostmasterMain函數，依次類推即可知道函數的調用路徑。
知道了函數的調用路徑，我們可以一步一步地看看這條語句是怎么走的了。以postgresql9.5.4為例（限於篇幅和時間限制，只粗略的講講）：
#13 main.c 內：
line99： 函數MemoryContextInit()啟動必須的子系統error和memory管理系統;
line110：函數set_pglocale_pgservice()獲取並設置環境變量;
line146~148: 函數init_locale初始化環境變量;
line219~228：根據輸入參數確定程序走向，這里進入了PostmasterMain(),跳轉至postmaster.c文件。
#12#11#10#9 postmaster.c 內：
該文件中定義了后端的常駐進程"postmaster"所使用的主要函數接口和數據結構定義。postmaster接受前端的請求，建立新的backend進程。
line561~623：讀取上下文信息和配置文件，完成初始化;
line630~812：讀取postmaster的參數;
line930~1000：建立socket通信;
line1100~1159：建立shared memory和semaphores以及堆棧和pipe，初始化子系統(stats collection、autovacuum);
line1296：進入ServerLoop()函數,跳轉至line1604;
line1604:ServerLoop()函數入口。該函數循環監聽端口上的連接請求;
line1673~1699：判斷是否有"合法"的連接請求，fork一個子進程去處理它，進入BackendStartup()函數，跳轉至line3857;
line3857：BackendStartup()函數入口。該函數負責開啟一個新的backend進程;
line3858~3914：做一些初始化准備(數據結構，開啟和關閉一些必要的進程等等);
line3917：進入BackendRun()函數，跳轉至line4179;
line4179：BackendRun()函數入口，該函數運行backend進程，主要干兩件事：1.建立參數列表並初始化2.調用PostgresMain()函數;
line4243：調用PostgresMain()函數，進入postgres.c文件.
#8#7 postgres.c 文件內：
該文件定義了postgres后端的主要模塊，相當於后端的main，並且負責后端進程的調度。
line3572：PostgresMain()函數入口。根據輸入的dbname，username和輸入參數建立一個會話;
line3573~3801：初始化工作。開設初始化環境和默認參數，設置信號處理函數和其他參數，建立內存上下文，設置share buffer等等等等;
line3825：進入POSTGRES的主處理循環,這個if語句主要用於判斷輸入處理是否有異常等;
line3933：進入處理循環中。該循環監聽新的查詢請求並判斷請求的類別;
line4045：判斷查詢請求為simple query，調用exec_simple_query()函數,跳轉至line884;
line884：exec_simple_query()函數入口。該函數做一些初始化工作，建立一個transaction command，做簡單的語法規則判斷，分析重寫，並為該查詢建立查詢計划，並返回查詢結果;
line1104：進入函數PortalRun()，進入pquery.c文件.
#6#5 pquery.c 文件內：
該文件定義了postgres后端查詢語句的代碼。
line706：PortalRun()函數入口。該函數負責運行一個或一組查詢;
line786：進入PortalRunSelect()函數，跳轉至line888;
line888：PortalRunSelect()函數入口。該函數只能執行簡單的SELECT查詢操作;
line942：進入ExecutorRun()函數，進入execMain.c文件.
#4#3#2 execMain.c 文件內：
該文件給出了執行的四個接口函數，分別是ExecutorStart() ExecutorRun() ExecutorFinish() ExecutorEnd()。
line279：ExecutorRun()函數入口。該函數時執行模塊的主要部分，它接受一個查詢描述符並真正的執行一個查詢語句;
line285：進入standard_ExecutorRun()函數。跳轉至line289;
line289：standard_ExecutorRun()函數入口。它執行"標准"的查詢;
line337：進入ExecutePlan()函數，跳轉至line1517;
line1517：ExecutePlan()函數入口。還記得前面exec_simple_query()說的查詢計划么？這里用上了，執行該查詢計划。
line1541：進入查詢計划執行的主循環;
line1549：進入ExecProcNode()函數,進入execProcnode.c文件.
#1 execProcnode.c 文件內：
該文件內提供了執行查詢計划的調度函數，功能分別是：
ExecInitNode()：初始化查詢計划的節點以及其子查詢計划;
ExecProcNode()：通過執行查詢計划獲得元組;
ExecEndNode()：關閉一個查詢節點和它的子查詢計划。
line367：ExecProcNode()函數入口;
line385：進入ExecResult()函數，跳轉至文件nodeResult.c.
#0 nodeResult.c 文件內：
該文件主要為每個查詢計划的節點提供支持。
line67：ExecResult()函數入口，該函數返回查詢計划獲得的元組。
這一段從#13到#0的函數調用簡單分析就到這里，完全是自己的理解，如果有什么不對的地方，歡迎大家批評指正，共同進步。接下來還有函數調用的返回，這里就不細說了，留給自己和大家一起好好琢磨琢磨吧~
不得不說，postgresql的源碼寫的很優雅，注釋也很到位，看起來很少有雲山霧罩的感覺，真乃吾輩楷模。說起閱讀源碼，想推薦一本書，叫《代碼閱讀方法與實踐》，書不太好找，我還是在托師弟在學校的圖書館才找到的。
另外，今天這種代碼閱讀方法仍然有些原始和低效，決定再看看使用Emacs的Tag或者Eclipse來調試一些更難一些的例子，這個例子畢竟比較簡單。這些就留給postgresql編譯安裝與調試（三）來完成吧，感覺這個系列要出好多的樣子呢，哈哈~