PG默認每個page的大小為8K，PG數據頁寫入是以page為單位，但是在斷電等情況下，操作系統往往不能保證單個page原子地寫入磁盤，這樣就極有可能導致部分數據塊只寫到4K(操作系統是一般以4K為單位)，這些“部分寫”的頁面包含新舊數據的混合。在崩潰后的恢復期間，xlog 里面存儲的記錄變化信息不夠完整，無法完全恢復該頁。PG為了解決這類問題，full_page_write機制孕育而生。 ## 什么是full_page_write？ PostgreSQL 在 checkpoint 之后在對數據頁面的第一次寫的時候會將整個數據頁面寫到 xlog 里面。當出現主機斷電或者OS崩潰時，redo操作時通過checksum發現“部分寫”的數據頁，并將xlog中保存的這個完整數據頁覆蓋當前損壞的數據頁，然后再繼續redo就可以恢復整個數據庫了。 除了能夠解決斷電等帶來壞數據頁問題外，full_page_write 還應用在在線備份功能上。PG進行全量備份數據庫一般通過pg_basebackup工具實現，pg_basebackup類似于copy操作，在此期間，也會出現部分數據頁寫到一半時文件被copy走了，正是因為full_page_write存在，備份出來的數據庫才可以成功恢復啟動。所以即便full_page_write=off，在備份時也會被強制自動打開，保證備份成功。 ## 實現原理 full_page_write主要在XLogInsert(插入一條xlog記錄)時發揮作用，通過full_page_writer開關狀態以及是否是checkpoint后對數據頁面的第一次修改(lsn<RedoRecPtr)判斷是否需要備份數據頁。如果需要備份，那么則把數據頁存放在這條記錄的末尾，最終寫入到xlog中。 ~~~ doPageWrites = Insert->fullPageWrites || Insert->forcePageWrites; /* Find info for buffer */ for (i = 0; i < XLR_MAX_BKP_BLOCKS; i++) { if (dtbuf[i] == InvalidBuffer) { /* OK, put it in this slot */ dtbuf[i] = rdt->buffer; if (doPageWrites && XLogCheckBuffer(rdt, true,&(dtbuf_lsn[i]), &(dtbuf_xlg[i]))) { dtbuf_bkp[i] = true; rdt->data = NULL; rdt->len = 0; } break; } ...... } ~~~ 在redo恢復的時候只要數據塊有備份，那么就是用備份的數據。 ~~~ /* If we have a full-page image, restore it and we're done */ if (record->xl_info & XLR_BKP_BLOCK(0)) { (void) RestoreBackupBlock(lsn, record, 0, false, false); return; } ~~~  ## full_page_write不足之處 因為full_page_write需要在xlog中記錄數據頁，會寫更多xlog文件，不僅有數據變化信息，還有數據頁本身信息，這樣會增加額外的IO和磁盤消耗，同時也會引起主備延遲變大。 為了優化full_page_write，社區提供了一個patch，它的主要設計是創建兩個共享內存塊隊列，checkpoint專用buffer隊列和非checkpoint專用buffer隊列，同時關閉full_page_write。當用戶DML產生的數據buffer需要刷盤時，并不是立即刷到磁盤，而是先進入double write的buffer隊列，當buffer隊列滿時，則將buffer隊列里面的數據首先刷到特別的double write文件，然后再將數據刷到數據庫文件。通過這種設計就不需要在checkpoint 之后在對數據頁面的第一次寫的時候會將整個數據頁面寫到 xlog 里面。當數據庫需要恢復的時候，遍歷所有double write文件里面的記錄塊，找到每個記錄塊對應的數據庫page，然后對這個page進行checksum，如果page損壞，那么直接把記錄塊里面的內容覆蓋到buffer數據。最后把double write文件刪除，重新初始化buffer隊列。  ## 總結 把full_page_write這個選項關閉會提高數據庫執行速度以及減少xlog數量，但是可能導致系統崩潰或者掉電之后的數據庫損壞。如果有減小部分頁面寫入風險的硬件支持（比如電池供電的磁盤控制器），或者文件系統支持(能夠保證page寫入原子性)，可以把風險降低到一個可以接受的范圍，那么可以考慮關閉這個選項，其他情況下建議打開這個選擇。