Move "hot" members of PGPROC into a separate PGXACT array.
authorRobert Haas <rhaas@postgresql.org>
Fri, 25 Nov 2011 13:02:10 +0000 (08:02 -0500)
committerRobert Haas <rhaas@postgresql.org>
Fri, 25 Nov 2011 13:02:10 +0000 (08:02 -0500)
This speeds up snapshot-taking and reduces ProcArrayLock contention.
Also, the PGPROC (and PGXACT) structures used by two-phase commit are
now allocated as part of the main array, rather than in a separate
array, and we keep ProcArray sorted in pointer order.  These changes
are intended to minimize the number of cache lines that must be pulled
in to take a snapshot, and testing shows a substantial increase in
performance on both read and write workloads at high concurrencies.

Pavan Deolasee, Heikki Linnakangas, Robert Haas

14 files changed:
src/backend/access/transam/twophase.c
src/backend/access/transam/varsup.c
src/backend/access/transam/xact.c
src/backend/commands/analyze.c
src/backend/commands/vacuum.c
src/backend/postmaster/postmaster.c
src/backend/replication/walsender.c
src/backend/storage/ipc/ipci.c
src/backend/storage/ipc/procarray.c
src/backend/storage/lmgr/deadlock.c
src/backend/storage/lmgr/lock.c
src/backend/storage/lmgr/proc.c
src/backend/utils/time/snapmgr.c
src/include/storage/proc.h

index 477982d5fa5c93990040ff7b327f9b5501796109..d2fecb1ecb9171fc2c6dd2887d846c8a16779bb0 100644 (file)
@@ -113,7 +113,8 @@ int         max_prepared_xacts = 0;
 
 typedef struct GlobalTransactionData
 {
-   PGPROC      proc;           /* dummy proc */
+   GlobalTransaction next;
+   int         pgprocno;       /* dummy proc */
    BackendId   dummyBackendId; /* similar to backend id for backends */
    TimestampTz prepared_at;    /* time of preparation */
    XLogRecPtr  prepare_lsn;    /* XLOG offset of prepare record */
@@ -207,7 +208,8 @@ TwoPhaseShmemInit(void)
                      sizeof(GlobalTransaction) * max_prepared_xacts));
        for (i = 0; i < max_prepared_xacts; i++)
        {
-           gxacts[i].proc.links.next = (SHM_QUEUE *) TwoPhaseState->freeGXacts;
+           gxacts[i].pgprocno = PreparedXactProcs[i].pgprocno;
+           gxacts[i].next = TwoPhaseState->freeGXacts;
            TwoPhaseState->freeGXacts = &gxacts[i];
 
            /*
@@ -243,6 +245,8 @@ MarkAsPreparing(TransactionId xid, const char *gid,
                TimestampTz prepared_at, Oid owner, Oid databaseid)
 {
    GlobalTransaction gxact;
+   PGPROC     *proc;
+   PGXACT     *pgxact;
    int         i;
 
    if (strlen(gid) >= GIDSIZE)
@@ -274,7 +278,7 @@ MarkAsPreparing(TransactionId xid, const char *gid,
            TwoPhaseState->numPrepXacts--;
            TwoPhaseState->prepXacts[i] = TwoPhaseState->prepXacts[TwoPhaseState->numPrepXacts];
            /* and put it back in the freelist */
-           gxact->proc.links.next = (SHM_QUEUE *) TwoPhaseState->freeGXacts;
+           gxact->next = TwoPhaseState->freeGXacts;
            TwoPhaseState->freeGXacts = gxact;
            /* Back up index count too, so we don't miss scanning one */
            i--;
@@ -302,32 +306,36 @@ MarkAsPreparing(TransactionId xid, const char *gid,
                 errhint("Increase max_prepared_transactions (currently %d).",
                         max_prepared_xacts)));
    gxact = TwoPhaseState->freeGXacts;
-   TwoPhaseState->freeGXacts = (GlobalTransaction) gxact->proc.links.next;
+   TwoPhaseState->freeGXacts = (GlobalTransaction) gxact->next;
 
-   /* Initialize it */
-   MemSet(&gxact->proc, 0, sizeof(PGPROC));
-   SHMQueueElemInit(&(gxact->proc.links));
-   gxact->proc.waitStatus = STATUS_OK;
+   proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
+   pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
+
+   /* Initialize the PGPROC entry */
+   MemSet(proc, 0, sizeof(PGPROC));
+   proc->pgprocno = gxact->pgprocno;
+   SHMQueueElemInit(&(proc->links));
+   proc->waitStatus = STATUS_OK;
    /* We set up the gxact's VXID as InvalidBackendId/XID */
-   gxact->proc.lxid = (LocalTransactionId) xid;
-   gxact->proc.xid = xid;
-   gxact->proc.xmin = InvalidTransactionId;
-   gxact->proc.pid = 0;
-   gxact->proc.backendId = InvalidBackendId;
-   gxact->proc.databaseId = databaseid;
-   gxact->proc.roleId = owner;
-   gxact->proc.inCommit = false;
-   gxact->proc.vacuumFlags = 0;
-   gxact->proc.lwWaiting = false;
-   gxact->proc.lwExclusive = false;
-   gxact->proc.lwWaitLink = NULL;
-   gxact->proc.waitLock = NULL;
-   gxact->proc.waitProcLock = NULL;
+   proc->lxid = (LocalTransactionId) xid;
+   pgxact->xid = xid;
+   pgxact->xmin = InvalidTransactionId;
+   pgxact->inCommit = false;
+   pgxact->vacuumFlags = 0;
+   proc->pid = 0;
+   proc->backendId = InvalidBackendId;
+   proc->databaseId = databaseid;
+   proc->roleId = owner;
+   proc->lwWaiting = false;
+   proc->lwExclusive = false;
+   proc->lwWaitLink = NULL;
+   proc->waitLock = NULL;
+   proc->waitProcLock = NULL;
    for (i = 0; i < NUM_LOCK_PARTITIONS; i++)
-       SHMQueueInit(&(gxact->proc.myProcLocks[i]));
+       SHMQueueInit(&(proc->myProcLocks[i]));
    /* subxid data must be filled later by GXactLoadSubxactData */
-   gxact->proc.subxids.overflowed = false;
-   gxact->proc.subxids.nxids = 0;
+   pgxact->overflowed = false;
+   pgxact->nxids = 0;
 
    gxact->prepared_at = prepared_at;
    /* initialize LSN to 0 (start of WAL) */
@@ -358,17 +366,19 @@ static void
 GXactLoadSubxactData(GlobalTransaction gxact, int nsubxacts,
                     TransactionId *children)
 {
+   PGPROC *proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
+   PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
    /* We need no extra lock since the GXACT isn't valid yet */
    if (nsubxacts > PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS)
    {
-       gxact->proc.subxids.overflowed = true;
+       pgxact->overflowed = true;
        nsubxacts = PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS;
    }
    if (nsubxacts > 0)
    {
-       memcpy(gxact->proc.subxids.xids, children,
+       memcpy(proc->subxids.xids, children,
               nsubxacts * sizeof(TransactionId));
-       gxact->proc.subxids.nxids = nsubxacts;
+       pgxact->nxids = nsubxacts;
    }
 }
 
@@ -389,7 +399,7 @@ MarkAsPrepared(GlobalTransaction gxact)
     * Put it into the global ProcArray so TransactionIdIsInProgress considers
     * the XID as still running.
     */
-   ProcArrayAdd(&gxact->proc);
+   ProcArrayAdd(&ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno]);
 }
 
 /*
@@ -406,6 +416,7 @@ LockGXact(const char *gid, Oid user)
    for (i = 0; i < TwoPhaseState->numPrepXacts; i++)
    {
        GlobalTransaction gxact = TwoPhaseState->prepXacts[i];
+       PGPROC *proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
 
        /* Ignore not-yet-valid GIDs */
        if (!gxact->valid)
@@ -436,7 +447,7 @@ LockGXact(const char *gid, Oid user)
         * there may be some other issues as well.  Hence disallow until
         * someone gets motivated to make it work.
         */
-       if (MyDatabaseId != gxact->proc.databaseId)
+       if (MyDatabaseId != proc->databaseId)
            ereport(ERROR,
                    (errcode(ERRCODE_FEATURE_NOT_SUPPORTED),
                  errmsg("prepared transaction belongs to another database"),
@@ -483,7 +494,7 @@ RemoveGXact(GlobalTransaction gxact)
            TwoPhaseState->prepXacts[i] = TwoPhaseState->prepXacts[TwoPhaseState->numPrepXacts];
 
            /* and put it back in the freelist */
-           gxact->proc.links.next = (SHM_QUEUE *) TwoPhaseState->freeGXacts;
+           gxact->next = TwoPhaseState->freeGXacts;
            TwoPhaseState->freeGXacts = gxact;
 
            LWLockRelease(TwoPhaseStateLock);
@@ -518,8 +529,9 @@ TransactionIdIsPrepared(TransactionId xid)
    for (i = 0; i < TwoPhaseState->numPrepXacts; i++)
    {
        GlobalTransaction gxact = TwoPhaseState->prepXacts[i];
+       PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
 
-       if (gxact->valid && gxact->proc.xid == xid)
+       if (gxact->valid && pgxact->xid == xid)
        {
            result = true;
            break;
@@ -642,6 +654,8 @@ pg_prepared_xact(PG_FUNCTION_ARGS)
    while (status->array != NULL && status->currIdx < status->ngxacts)
    {
        GlobalTransaction gxact = &status->array[status->currIdx++];
+       PGPROC *proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
+       PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
        Datum       values[5];
        bool        nulls[5];
        HeapTuple   tuple;
@@ -656,11 +670,11 @@ pg_prepared_xact(PG_FUNCTION_ARGS)
        MemSet(values, 0, sizeof(values));
        MemSet(nulls, 0, sizeof(nulls));
 
-       values[0] = TransactionIdGetDatum(gxact->proc.xid);
+       values[0] = TransactionIdGetDatum(pgxact->xid);
        values[1] = CStringGetTextDatum(gxact->gid);
        values[2] = TimestampTzGetDatum(gxact->prepared_at);
        values[3] = ObjectIdGetDatum(gxact->owner);
-       values[4] = ObjectIdGetDatum(gxact->proc.databaseId);
+       values[4] = ObjectIdGetDatum(proc->databaseId);
 
        tuple = heap_form_tuple(funcctx->tuple_desc, values, nulls);
        result = HeapTupleGetDatum(tuple);
@@ -711,10 +725,11 @@ TwoPhaseGetDummyProc(TransactionId xid)
    for (i = 0; i < TwoPhaseState->numPrepXacts; i++)
    {
        GlobalTransaction gxact = TwoPhaseState->prepXacts[i];
+       PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
 
-       if (gxact->proc.xid == xid)
+       if (pgxact->xid == xid)
        {
-           result = &gxact->proc;
+           result = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
            break;
        }
    }
@@ -841,7 +856,9 @@ save_state_data(const void *data, uint32 len)
 void
 StartPrepare(GlobalTransaction gxact)
 {
-   TransactionId xid = gxact->proc.xid;
+   PGPROC *proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
+   PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
+   TransactionId xid = pgxact->xid;
    TwoPhaseFileHeader hdr;
    TransactionId *children;
    RelFileNode *commitrels;
@@ -865,7 +882,7 @@ StartPrepare(GlobalTransaction gxact)
    hdr.magic = TWOPHASE_MAGIC;
    hdr.total_len = 0;          /* EndPrepare will fill this in */
    hdr.xid = xid;
-   hdr.database = gxact->proc.databaseId;
+   hdr.database = proc->databaseId;
    hdr.prepared_at = gxact->prepared_at;
    hdr.owner = gxact->owner;
    hdr.nsubxacts = xactGetCommittedChildren(&children);
@@ -913,7 +930,8 @@ StartPrepare(GlobalTransaction gxact)
 void
 EndPrepare(GlobalTransaction gxact)
 {
-   TransactionId xid = gxact->proc.xid;
+   PGXACT     *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
+   TransactionId xid = pgxact->xid;
    TwoPhaseFileHeader *hdr;
    char        path[MAXPGPATH];
    XLogRecData *record;
@@ -1021,7 +1039,7 @@ EndPrepare(GlobalTransaction gxact)
     */
    START_CRIT_SECTION();
 
-   MyProc->inCommit = true;
+   MyPgXact->inCommit = true;
 
    gxact->prepare_lsn = XLogInsert(RM_XACT_ID, XLOG_XACT_PREPARE,
                                    records.head);
@@ -1069,7 +1087,7 @@ EndPrepare(GlobalTransaction gxact)
     * checkpoint starting after this will certainly see the gxact as a
     * candidate for fsyncing.
     */
-   MyProc->inCommit = false;
+   MyPgXact->inCommit = false;
 
    END_CRIT_SECTION();
 
@@ -1242,6 +1260,8 @@ void
 FinishPreparedTransaction(const char *gid, bool isCommit)
 {
    GlobalTransaction gxact;
+   PGPROC     *proc;
+   PGXACT     *pgxact;
    TransactionId xid;
    char       *buf;
    char       *bufptr;
@@ -1260,7 +1280,9 @@ FinishPreparedTransaction(const char *gid, bool isCommit)
     * try to commit the same GID at once.
     */
    gxact = LockGXact(gid, GetUserId());
-   xid = gxact->proc.xid;
+   proc = &ProcGlobal->allProcs[gxact->pgprocno];
+   pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
+   xid = pgxact->xid;
 
    /*
     * Read and validate the state file
@@ -1309,7 +1331,7 @@ FinishPreparedTransaction(const char *gid, bool isCommit)
                                       hdr->nsubxacts, children,
                                       hdr->nabortrels, abortrels);
 
-   ProcArrayRemove(&gxact->proc, latestXid);
+   ProcArrayRemove(proc, latestXid);
 
    /*
     * In case we fail while running the callbacks, mark the gxact invalid so
@@ -1540,10 +1562,11 @@ CheckPointTwoPhase(XLogRecPtr redo_horizon)
    for (i = 0; i < TwoPhaseState->numPrepXacts; i++)
    {
        GlobalTransaction gxact = TwoPhaseState->prepXacts[i];
+       PGXACT *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[gxact->pgprocno];
 
        if (gxact->valid &&
            XLByteLE(gxact->prepare_lsn, redo_horizon))
-           xids[nxids++] = gxact->proc.xid;
+           xids[nxids++] = pgxact->xid;
    }
 
    LWLockRelease(TwoPhaseStateLock);
@@ -1972,7 +1995,7 @@ RecordTransactionCommitPrepared(TransactionId xid,
    START_CRIT_SECTION();
 
    /* See notes in RecordTransactionCommit */
-   MyProc->inCommit = true;
+   MyPgXact->inCommit = true;
 
    /* Emit the XLOG commit record */
    xlrec.xid = xid;
@@ -2037,7 +2060,7 @@ RecordTransactionCommitPrepared(TransactionId xid,
    TransactionIdCommitTree(xid, nchildren, children);
 
    /* Checkpoint can proceed now */
-   MyProc->inCommit = false;
+   MyPgXact->inCommit = false;
 
    END_CRIT_SECTION();
 
index 61dcfedad43624be85ef08c33205021f37d718e5..443e5e4ea660ee53bd4c52a7204d51c13ba79cda 100644 (file)
@@ -54,7 +54,7 @@ GetNewTransactionId(bool isSubXact)
    if (IsBootstrapProcessingMode())
    {
        Assert(!isSubXact);
-       MyProc->xid = BootstrapTransactionId;
+       MyPgXact->xid = BootstrapTransactionId;
        return BootstrapTransactionId;
    }
 
@@ -208,20 +208,21 @@ GetNewTransactionId(bool isSubXact)
         * TransactionId and int fetch/store are atomic.
         */
        volatile PGPROC *myproc = MyProc;
+       volatile PGXACT *mypgxact = MyPgXact;
 
        if (!isSubXact)
-           myproc->xid = xid;
+           mypgxact->xid = xid;
        else
        {
-           int         nxids = myproc->subxids.nxids;
+           int         nxids = mypgxact->nxids;
 
            if (nxids < PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS)
            {
                myproc->subxids.xids[nxids] = xid;
-               myproc->subxids.nxids = nxids + 1;
+               mypgxact->nxids = nxids + 1;
            }
            else
-               myproc->subxids.overflowed = true;
+               mypgxact->overflowed = true;
        }
    }
 
index c151d3be191361ab84f9d3cf57567ba56a4cfb80..c383011b5f6538fa2b90fa5f7778da7ff59fa679 100644 (file)
@@ -981,7 +981,7 @@ RecordTransactionCommit(void)
         * bit fuzzy, but it doesn't matter.
         */
        START_CRIT_SECTION();
-       MyProc->inCommit = true;
+       MyPgXact->inCommit = true;
 
        SetCurrentTransactionStopTimestamp();
 
@@ -1155,7 +1155,7 @@ RecordTransactionCommit(void)
     */
    if (markXidCommitted)
    {
-       MyProc->inCommit = false;
+       MyPgXact->inCommit = false;
        END_CRIT_SECTION();
    }
 
index 32985a4a0a04f7e55ee517b14158f551b1d5c520..314324618a8216e7adc1eb2c18175f9a6b2ae5dd 100644 (file)
@@ -223,7 +223,7 @@ analyze_rel(Oid relid, VacuumStmt *vacstmt, BufferAccessStrategy bstrategy)
     * OK, let's do it.  First let other backends know I'm in ANALYZE.
     */
    LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
-   MyProc->vacuumFlags |= PROC_IN_ANALYZE;
+   MyPgXact->vacuumFlags |= PROC_IN_ANALYZE;
    LWLockRelease(ProcArrayLock);
 
    /*
@@ -250,7 +250,7 @@ analyze_rel(Oid relid, VacuumStmt *vacstmt, BufferAccessStrategy bstrategy)
     * because the vacuum flag is cleared by the end-of-xact code.
     */
    LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
-   MyProc->vacuumFlags &= ~PROC_IN_ANALYZE;
+   MyPgXact->vacuumFlags &= ~PROC_IN_ANALYZE;
    LWLockRelease(ProcArrayLock);
 }
 
index f42504cf9fd5ad8187127abce9da589eefd999cf..89e190df9569e5322505c487eb04ac9bbebc241f 100644 (file)
@@ -893,9 +893,9 @@ vacuum_rel(Oid relid, VacuumStmt *vacstmt, bool do_toast, bool for_wraparound)
         * which is probably Not Good.
         */
        LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
-       MyProc->vacuumFlags |= PROC_IN_VACUUM;
+       MyPgXact->vacuumFlags |= PROC_IN_VACUUM;
        if (for_wraparound)
-           MyProc->vacuumFlags |= PROC_VACUUM_FOR_WRAPAROUND;
+           MyPgXact->vacuumFlags |= PROC_VACUUM_FOR_WRAPAROUND;
        LWLockRelease(ProcArrayLock);
    }
 
index 6758083bdd52102caae0295736307828252452a5..963189d4150799c63f24a7f0cb0cdb24cf91943a 100644 (file)
@@ -430,6 +430,7 @@ typedef struct
    slock_t    *ProcStructLock;
    PROC_HDR   *ProcGlobal;
    PGPROC     *AuxiliaryProcs;
+   PGPROC     *PreparedXactProcs;
    PMSignalData *PMSignalState;
    InheritableSocket pgStatSock;
    pid_t       PostmasterPid;
@@ -4724,6 +4725,7 @@ save_backend_variables(BackendParameters *param, Port *port,
    param->ProcStructLock = ProcStructLock;
    param->ProcGlobal = ProcGlobal;
    param->AuxiliaryProcs = AuxiliaryProcs;
+   param->PreparedXactProcs = PreparedXactProcs;
    param->PMSignalState = PMSignalState;
    if (!write_inheritable_socket(&param->pgStatSock, pgStatSock, childPid))
        return false;
@@ -4947,6 +4949,7 @@ restore_backend_variables(BackendParameters *param, Port *port)
    ProcStructLock = param->ProcStructLock;
    ProcGlobal = param->ProcGlobal;
    AuxiliaryProcs = param->AuxiliaryProcs;
+   PreparedXactProcs = param->PreparedXactProcs;
    PMSignalState = param->PMSignalState;
    read_inheritable_socket(&pgStatSock, &param->pgStatSock);
 
index dd2d6ee218445490fd0050fe0742781ee0f5dd3a..ea865204172263fe0dc143c52c994a0bde562845 100644 (file)
@@ -702,7 +702,7 @@ ProcessStandbyHSFeedbackMessage(void)
     * safe, and if we're moving it backwards, well, the data is at risk
     * already since a VACUUM could have just finished calling GetOldestXmin.)
     */
-   MyProc->xmin = reply.xmin;
+   MyPgXact->xmin = reply.xmin;
 }
 
 /* Main loop of walsender process */
index 56c0bd8d498071f3d8a49b238ee4dd8e4a2720ca..bb8b832065b3a2de81bcc865fa96ba077d425421 100644 (file)
@@ -192,7 +192,6 @@ CreateSharedMemoryAndSemaphores(bool makePrivate, int port)
    XLOGShmemInit();
    CLOGShmemInit();
    SUBTRANSShmemInit();
-   TwoPhaseShmemInit();
    MultiXactShmemInit();
    InitBufferPool();
 
@@ -213,6 +212,7 @@ CreateSharedMemoryAndSemaphores(bool makePrivate, int port)
        InitProcGlobal();
    CreateSharedProcArray();
    CreateSharedBackendStatus();
+   TwoPhaseShmemInit();
 
    /*
     * Set up shared-inval messaging
index 1a48485f970b6a3427cc59b446e693b52e577725..19ff524a6040b3453a53b4d94941e9ff20ba3e8d 100644 (file)
@@ -82,14 +82,17 @@ typedef struct ProcArrayStruct
    TransactionId lastOverflowedXid;
 
    /*
-    * We declare procs[] as 1 entry because C wants a fixed-size array, but
+    * We declare pgprocnos[] as 1 entry because C wants a fixed-size array, but
     * actually it is maxProcs entries long.
     */
-   PGPROC     *procs[1];       /* VARIABLE LENGTH ARRAY */
+   int         pgprocnos[1];       /* VARIABLE LENGTH ARRAY */
 } ProcArrayStruct;
 
 static ProcArrayStruct *procArray;
 
+static PGPROC *allProcs;
+static PGXACT *allPgXact;
+
 /*
  * Bookkeeping for tracking emulated transactions in recovery
  */
@@ -169,8 +172,8 @@ ProcArrayShmemSize(void)
    /* Size of the ProcArray structure itself */
 #define PROCARRAY_MAXPROCS (MaxBackends + max_prepared_xacts)
 
-   size = offsetof(ProcArrayStruct, procs);
-   size = add_size(size, mul_size(sizeof(PGPROC *), PROCARRAY_MAXPROCS));
+   size = offsetof(ProcArrayStruct, pgprocnos);
+   size = add_size(size, mul_size(sizeof(int), PROCARRAY_MAXPROCS));
 
    /*
     * During Hot Standby processing we have a data structure called
@@ -211,8 +214,8 @@ CreateSharedProcArray(void)
    /* Create or attach to the ProcArray shared structure */
    procArray = (ProcArrayStruct *)
        ShmemInitStruct("Proc Array",
-                       add_size(offsetof(ProcArrayStruct, procs),
-                                mul_size(sizeof(PGPROC *),
+                       add_size(offsetof(ProcArrayStruct, pgprocnos),
+                                mul_size(sizeof(int),
                                          PROCARRAY_MAXPROCS)),
                        &found);
 
@@ -231,6 +234,9 @@ CreateSharedProcArray(void)
        procArray->lastOverflowedXid = InvalidTransactionId;
    }
 
+   allProcs = ProcGlobal->allProcs;
+   allPgXact = ProcGlobal->allPgXact;
+
    /* Create or attach to the KnownAssignedXids arrays too, if needed */
    if (EnableHotStandby)
    {
@@ -253,6 +259,7 @@ void
 ProcArrayAdd(PGPROC *proc)
 {
    ProcArrayStruct *arrayP = procArray;
+   int         index;
 
    LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
 
@@ -269,7 +276,28 @@ ProcArrayAdd(PGPROC *proc)
                 errmsg("sorry, too many clients already")));
    }
 
-   arrayP->procs[arrayP->numProcs] = proc;
+   /*
+    * Keep the procs array sorted by (PGPROC *) so that we can utilize
+    * locality of references much better. This is useful while traversing the
+    * ProcArray because there is a increased likelyhood of finding the next
+    * PGPROC structure in the cache.
+    * 
+    * Since the occurance of adding/removing a proc is much lower than the
+    * access to the ProcArray itself, the overhead should be marginal
+    */
+   for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
+   {
+       /*
+        * If we are the first PGPROC or if we have found our right position in
+        * the array, break
+        */
+       if ((arrayP->pgprocnos[index] == -1) || (arrayP->pgprocnos[index] > proc->pgprocno))
+           break;
+   }
+
+   memmove(&arrayP->pgprocnos[index + 1], &arrayP->pgprocnos[index],
+           (arrayP->numProcs - index) * sizeof (int));
+   arrayP->pgprocnos[index] = proc->pgprocno;
    arrayP->numProcs++;
 
    LWLockRelease(ProcArrayLock);
@@ -301,7 +329,7 @@ ProcArrayRemove(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
 
    if (TransactionIdIsValid(latestXid))
    {
-       Assert(TransactionIdIsValid(proc->xid));
+       Assert(TransactionIdIsValid(allPgXact[proc->pgprocno].xid));
 
        /* Advance global latestCompletedXid while holding the lock */
        if (TransactionIdPrecedes(ShmemVariableCache->latestCompletedXid,
@@ -311,15 +339,17 @@ ProcArrayRemove(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
    else
    {
        /* Shouldn't be trying to remove a live transaction here */
-       Assert(!TransactionIdIsValid(proc->xid));
+       Assert(!TransactionIdIsValid(allPgXact[proc->pgprocno].xid));
    }
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       if (arrayP->procs[index] == proc)
+       if (arrayP->pgprocnos[index] == proc->pgprocno)
        {
-           arrayP->procs[index] = arrayP->procs[arrayP->numProcs - 1];
-           arrayP->procs[arrayP->numProcs - 1] = NULL; /* for debugging */
+           /* Keep the PGPROC array sorted. See notes above */
+           memmove(&arrayP->pgprocnos[index], &arrayP->pgprocnos[index + 1],
+                   (arrayP->numProcs - index - 1) * sizeof (int));
+           arrayP->pgprocnos[arrayP->numProcs - 1] = -1; /* for debugging */
            arrayP->numProcs--;
            LWLockRelease(ProcArrayLock);
            return;
@@ -349,29 +379,31 @@ ProcArrayRemove(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
 void
 ProcArrayEndTransaction(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
 {
+   PGXACT *pgxact = &allPgXact[proc->pgprocno];
+
    if (TransactionIdIsValid(latestXid))
    {
        /*
-        * We must lock ProcArrayLock while clearing proc->xid, so that we do
-        * not exit the set of "running" transactions while someone else is
-        * taking a snapshot.  See discussion in
+        * We must lock ProcArrayLock while clearing our advertised XID, so
+        * that we do not exit the set of "running" transactions while someone
+        * else is taking a snapshot.  See discussion in
         * src/backend/access/transam/README.
         */
-       Assert(TransactionIdIsValid(proc->xid));
+       Assert(TransactionIdIsValid(allPgXact[proc->pgprocno].xid));
 
        LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
 
-       proc->xid = InvalidTransactionId;
+       pgxact->xid = InvalidTransactionId;
        proc->lxid = InvalidLocalTransactionId;
-       proc->xmin = InvalidTransactionId;
+       pgxact->xmin = InvalidTransactionId;
        /* must be cleared with xid/xmin: */
-       proc->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
-       proc->inCommit = false; /* be sure this is cleared in abort */
+       pgxact->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
+       pgxact->inCommit = false; /* be sure this is cleared in abort */
        proc->recoveryConflictPending = false;
 
        /* Clear the subtransaction-XID cache too while holding the lock */
-       proc->subxids.nxids = 0;
-       proc->subxids.overflowed = false;
+       pgxact->nxids = 0;
+       pgxact->overflowed = false;
 
        /* Also advance global latestCompletedXid while holding the lock */
        if (TransactionIdPrecedes(ShmemVariableCache->latestCompletedXid,
@@ -387,17 +419,17 @@ ProcArrayEndTransaction(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
         * anyone else's calculation of a snapshot.  We might change their
         * estimate of global xmin, but that's OK.
         */
-       Assert(!TransactionIdIsValid(proc->xid));
+       Assert(!TransactionIdIsValid(allPgXact[proc->pgprocno].xid));
 
        proc->lxid = InvalidLocalTransactionId;
-       proc->xmin = InvalidTransactionId;
+       pgxact->xmin = InvalidTransactionId;
        /* must be cleared with xid/xmin: */
-       proc->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
-       proc->inCommit = false; /* be sure this is cleared in abort */
+       pgxact->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
+       pgxact->inCommit = false; /* be sure this is cleared in abort */
        proc->recoveryConflictPending = false;
 
-       Assert(proc->subxids.nxids == 0);
-       Assert(proc->subxids.overflowed == false);
+       Assert(pgxact->nxids == 0);
+       Assert(pgxact->overflowed == false);
    }
 }
 
@@ -413,24 +445,26 @@ ProcArrayEndTransaction(PGPROC *proc, TransactionId latestXid)
 void
 ProcArrayClearTransaction(PGPROC *proc)
 {
+   PGXACT *pgxact = &allPgXact[proc->pgprocno];
+
    /*
     * We can skip locking ProcArrayLock here, because this action does not
     * actually change anyone's view of the set of running XIDs: our entry is
     * duplicate with the gxact that has already been inserted into the
     * ProcArray.
     */
-   proc->xid = InvalidTransactionId;
+   pgxact->xid = InvalidTransactionId;
    proc->lxid = InvalidLocalTransactionId;
-   proc->xmin = InvalidTransactionId;
+   pgxact->xmin = InvalidTransactionId;
    proc->recoveryConflictPending = false;
 
    /* redundant, but just in case */
-   proc->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
-   proc->inCommit = false;
+   pgxact->vacuumFlags &= ~PROC_VACUUM_STATE_MASK;
+   pgxact->inCommit = false;
 
    /* Clear the subtransaction-XID cache too */
-   proc->subxids.nxids = 0;
-   proc->subxids.overflowed = false;
+   pgxact->nxids = 0;
+   pgxact->overflowed = false;
 }
 
 /*
@@ -811,15 +845,17 @@ TransactionIdIsInProgress(TransactionId xid)
    /* No shortcuts, gotta grovel through the array */
    for (i = 0; i < arrayP->numProcs; i++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[i];
-       TransactionId pxid;
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[i];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+       TransactionId   pxid;
 
        /* Ignore my own proc --- dealt with it above */
        if (proc == MyProc)
            continue;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       pxid = proc->xid;
+       pxid = pgxact->xid;
 
        if (!TransactionIdIsValid(pxid))
            continue;
@@ -844,7 +880,7 @@ TransactionIdIsInProgress(TransactionId xid)
        /*
         * Step 2: check the cached child-Xids arrays
         */
-       for (j = proc->subxids.nxids - 1; j >= 0; j--)
+       for (j = pgxact->nxids - 1; j >= 0; j--)
        {
            /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
            TransactionId cxid = proc->subxids.xids[j];
@@ -864,7 +900,7 @@ TransactionIdIsInProgress(TransactionId xid)
         * we hold ProcArrayLock.  So we can't miss an Xid that we need to
         * worry about.)
         */
-       if (proc->subxids.overflowed)
+       if (pgxact->overflowed)
            xids[nxids++] = pxid;
    }
 
@@ -965,10 +1001,13 @@ TransactionIdIsActive(TransactionId xid)
 
    for (i = 0; i < arrayP->numProcs; i++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[i];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[i];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+       TransactionId   pxid;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       TransactionId pxid = proc->xid;
+       pxid = pgxact->xid;
 
        if (!TransactionIdIsValid(pxid))
            continue;
@@ -1060,9 +1099,11 @@ GetOldestXmin(bool allDbs, bool ignoreVacuum)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
-       if (ignoreVacuum && (proc->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM))
+       if (ignoreVacuum && (pgxact->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM))
            continue;
 
        if (allDbs ||
@@ -1070,7 +1111,7 @@ GetOldestXmin(bool allDbs, bool ignoreVacuum)
            proc->databaseId == 0)      /* always include WalSender */
        {
            /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-           TransactionId xid = proc->xid;
+           TransactionId xid = pgxact->xid;
 
            /* First consider the transaction's own Xid, if any */
            if (TransactionIdIsNormal(xid) &&
@@ -1084,7 +1125,7 @@ GetOldestXmin(bool allDbs, bool ignoreVacuum)
             * have an Xmin but not (yet) an Xid; conversely, if it has an
             * Xid, that could determine some not-yet-set Xmin.
             */
-           xid = proc->xmin;   /* Fetch just once */
+           xid = pgxact->xmin; /* Fetch just once */
            if (TransactionIdIsNormal(xid) &&
                TransactionIdPrecedes(xid, result))
                result = xid;
@@ -1261,31 +1302,33 @@ GetSnapshotData(Snapshot snapshot)
 
    if (!snapshot->takenDuringRecovery)
    {
+       int *pgprocnos = arrayP->pgprocnos;
+       int         numProcs;
+
        /*
         * Spin over procArray checking xid, xmin, and subxids.  The goal is
         * to gather all active xids, find the lowest xmin, and try to record
-        * subxids. During recovery no xids will be assigned, so all normal
-        * backends can be ignored, nor are there any VACUUMs running. All
-        * prepared transaction xids are held in KnownAssignedXids, so these
-        * will be seen without needing to loop through procs here.
+        * subxids.
         */
-       for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
+       numProcs = arrayP->numProcs;
+       for (index = 0; index < numProcs; index++)
        {
-           volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
-           TransactionId xid;
+           int     pgprocno = pgprocnos[index];
+           volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+           TransactionId   xid;
 
            /* Ignore procs running LAZY VACUUM */
-           if (proc->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM)
+           if (pgxact->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM)
                continue;
 
            /* Update globalxmin to be the smallest valid xmin */
-           xid = proc->xmin;   /* fetch just once */
+           xid = pgxact->xmin; /* fetch just once */
            if (TransactionIdIsNormal(xid) &&
                TransactionIdPrecedes(xid, globalxmin))
-               globalxmin = xid;
+                   globalxmin = xid;
 
            /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-           xid = proc->xid;
+           xid = pgxact->xid;
 
            /*
             * If the transaction has been assigned an xid < xmax we add it to
@@ -1300,7 +1343,7 @@ GetSnapshotData(Snapshot snapshot)
            {
                if (TransactionIdFollowsOrEquals(xid, xmax))
                    continue;
-               if (proc != MyProc)
+               if (pgxact != MyPgXact)
                    snapshot->xip[count++] = xid;
                if (TransactionIdPrecedes(xid, xmin))
                    xmin = xid;
@@ -1321,16 +1364,17 @@ GetSnapshotData(Snapshot snapshot)
             *
             * Again, our own XIDs are not included in the snapshot.
             */
-           if (!suboverflowed && proc != MyProc)
+           if (!suboverflowed && pgxact != MyPgXact)
            {
-               if (proc->subxids.overflowed)
+               if (pgxact->overflowed)
                    suboverflowed = true;
                else
                {
-                   int         nxids = proc->subxids.nxids;
+                   int         nxids = pgxact->nxids;
 
                    if (nxids > 0)
                    {
+                       volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
                        memcpy(snapshot->subxip + subcount,
                               (void *) proc->subxids.xids,
                               nxids * sizeof(TransactionId));
@@ -1372,9 +1416,8 @@ GetSnapshotData(Snapshot snapshot)
            suboverflowed = true;
    }
 
-   if (!TransactionIdIsValid(MyProc->xmin))
-       MyProc->xmin = TransactionXmin = xmin;
-
+   if (!TransactionIdIsValid(MyPgXact->xmin))
+       MyPgXact->xmin = TransactionXmin = xmin;
    LWLockRelease(ProcArrayLock);
 
    /*
@@ -1436,14 +1479,16 @@ ProcArrayInstallImportedXmin(TransactionId xmin, TransactionId sourcexid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
-       TransactionId xid;
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+       TransactionId   xid;
 
        /* Ignore procs running LAZY VACUUM */
-       if (proc->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM)
+       if (pgxact->vacuumFlags & PROC_IN_VACUUM)
            continue;
 
-       xid = proc->xid;    /* fetch just once */
+       xid = pgxact->xid;  /* fetch just once */
        if (xid != sourcexid)
            continue;
 
@@ -1459,7 +1504,7 @@ ProcArrayInstallImportedXmin(TransactionId xmin, TransactionId sourcexid)
        /*
         * Likewise, let's just make real sure its xmin does cover us.
         */
-       xid = proc->xmin;   /* fetch just once */
+       xid = pgxact->xmin; /* fetch just once */
        if (!TransactionIdIsNormal(xid) ||
            !TransactionIdPrecedesOrEquals(xid, xmin))
            continue;
@@ -1470,7 +1515,7 @@ ProcArrayInstallImportedXmin(TransactionId xmin, TransactionId sourcexid)
         * GetSnapshotData first, we'll be overwriting a valid xmin here,
         * so we don't check that.)
         */
-       MyProc->xmin = TransactionXmin = xmin;
+       MyPgXact->xmin = TransactionXmin = xmin;
 
        result = true;
        break;
@@ -1562,12 +1607,14 @@ GetRunningTransactionData(void)
     */
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
        TransactionId xid;
        int         nxids;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       xid = proc->xid;
+       xid = pgxact->xid;
 
        /*
         * We don't need to store transactions that don't have a TransactionId
@@ -1585,7 +1632,7 @@ GetRunningTransactionData(void)
         * Save subtransaction XIDs. Other backends can't add or remove
         * entries while we're holding XidGenLock.
         */
-       nxids = proc->subxids.nxids;
+       nxids = pgxact->nxids;
        if (nxids > 0)
        {
            memcpy(&xids[count], (void *) proc->subxids.xids,
@@ -1593,7 +1640,7 @@ GetRunningTransactionData(void)
            count += nxids;
            subcount += nxids;
 
-           if (proc->subxids.overflowed)
+           if (pgxact->overflowed)
                suboverflowed = true;
 
            /*
@@ -1653,11 +1700,12 @@ GetOldestActiveTransactionId(void)
     */
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGXACT *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
        TransactionId xid;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       xid = proc->xid;
+       xid = pgxact->xid;
 
        if (!TransactionIdIsNormal(xid))
            continue;
@@ -1709,12 +1757,14 @@ GetTransactionsInCommit(TransactionId **xids_p)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGXACT *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+       TransactionId pxid;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       TransactionId pxid = proc->xid;
+       pxid = pgxact->xid;
 
-       if (proc->inCommit && TransactionIdIsValid(pxid))
+       if (pgxact->inCommit && TransactionIdIsValid(pxid))
            xids[nxids++] = pxid;
    }
 
@@ -1744,12 +1794,14 @@ HaveTransactionsInCommit(TransactionId *xids, int nxids)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
+       TransactionId   pxid;
 
        /* Fetch xid just once - see GetNewTransactionId */
-       TransactionId pxid = proc->xid;
+       pxid = pgxact->xid;
 
-       if (proc->inCommit && TransactionIdIsValid(pxid))
+       if (pgxact->inCommit && TransactionIdIsValid(pxid))
        {
            int         i;
 
@@ -1792,7 +1844,7 @@ BackendPidGetProc(int pid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       PGPROC     *proc = arrayP->procs[index];
+       PGPROC     *proc = &allProcs[arrayP->pgprocnos[index]];
 
        if (proc->pid == pid)
        {
@@ -1833,9 +1885,11 @@ BackendXidGetPid(TransactionId xid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
-       if (proc->xid == xid)
+       if (pgxact->xid == xid)
        {
            result = proc->pid;
            break;
@@ -1901,18 +1955,20 @@ GetCurrentVirtualXIDs(TransactionId limitXmin, bool excludeXmin0,
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
        if (proc == MyProc)
            continue;
 
-       if (excludeVacuum & proc->vacuumFlags)
+       if (excludeVacuum & pgxact->vacuumFlags)
            continue;
 
        if (allDbs || proc->databaseId == MyDatabaseId)
        {
            /* Fetch xmin just once - might change on us */
-           TransactionId pxmin = proc->xmin;
+           TransactionId pxmin = pgxact->xmin;
 
            if (excludeXmin0 && !TransactionIdIsValid(pxmin))
                continue;
@@ -1996,7 +2052,9 @@ GetConflictingVirtualXIDs(TransactionId limitXmin, Oid dbOid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
        /* Exclude prepared transactions */
        if (proc->pid == 0)
@@ -2006,7 +2064,7 @@ GetConflictingVirtualXIDs(TransactionId limitXmin, Oid dbOid)
            proc->databaseId == dbOid)
        {
            /* Fetch xmin just once - can't change on us, but good coding */
-           TransactionId pxmin = proc->xmin;
+           TransactionId pxmin = pgxact->xmin;
 
            /*
             * We ignore an invalid pxmin because this means that backend has
@@ -2050,8 +2108,9 @@ CancelVirtualTransaction(VirtualTransactionId vxid, ProcSignalReason sigmode)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       VirtualTransactionId procvxid;
-       PGPROC     *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       VirtualTransactionId    procvxid;
 
        GET_VXID_FROM_PGPROC(procvxid, *proc);
 
@@ -2104,7 +2163,9 @@ MinimumActiveBackends(int min)
     */
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int     pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC    *proc = &allProcs[pgprocno];
+       volatile PGXACT    *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
        /*
         * Since we're not holding a lock, need to check that the pointer is
@@ -2122,10 +2183,10 @@ MinimumActiveBackends(int min)
 
        if (proc == MyProc)
            continue;           /* do not count myself */
+       if (pgxact->xid == InvalidTransactionId)
+           continue;           /* do not count if no XID assigned */
        if (proc->pid == 0)
            continue;           /* do not count prepared xacts */
-       if (proc->xid == InvalidTransactionId)
-           continue;           /* do not count if no XID assigned */
        if (proc->waitLock != NULL)
            continue;           /* do not count if blocked on a lock */
        count++;
@@ -2150,7 +2211,8 @@ CountDBBackends(Oid databaseid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
 
        if (proc->pid == 0)
            continue;           /* do not count prepared xacts */
@@ -2179,7 +2241,8 @@ CancelDBBackends(Oid databaseid, ProcSignalReason sigmode, bool conflictPending)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
 
        if (databaseid == InvalidOid || proc->databaseId == databaseid)
        {
@@ -2217,7 +2280,8 @@ CountUserBackends(Oid roleid)
 
    for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
    {
-       volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+       int pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+       volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
 
        if (proc->pid == 0)
            continue;           /* do not count prepared xacts */
@@ -2277,7 +2341,9 @@ CountOtherDBBackends(Oid databaseId, int *nbackends, int *nprepared)
 
        for (index = 0; index < arrayP->numProcs; index++)
        {
-           volatile PGPROC *proc = arrayP->procs[index];
+           int pgprocno = arrayP->pgprocnos[index];
+           volatile PGPROC *proc = &allProcs[pgprocno];
+           volatile PGXACT *pgxact = &allPgXact[pgprocno];
 
            if (proc->databaseId != databaseId)
                continue;
@@ -2291,7 +2357,7 @@ CountOtherDBBackends(Oid databaseId, int *nbackends, int *nprepared)
            else
            {
                (*nbackends)++;
-               if ((proc->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM) &&
+               if ((pgxact->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM) &&
                    nautovacs < MAXAUTOVACPIDS)
                    autovac_pids[nautovacs++] = proc->pid;
            }
@@ -2321,8 +2387,8 @@ CountOtherDBBackends(Oid databaseId, int *nbackends, int *nprepared)
 
 #define XidCacheRemove(i) \
    do { \
-       MyProc->subxids.xids[i] = MyProc->subxids.xids[MyProc->subxids.nxids - 1]; \
-       MyProc->subxids.nxids--; \
+       MyProc->subxids.xids[i] = MyProc->subxids.xids[MyPgXact->nxids - 1]; \
+       MyPgXact->nxids--; \
    } while (0)
 
 /*
@@ -2361,7 +2427,7 @@ XidCacheRemoveRunningXids(TransactionId xid,
    {
        TransactionId anxid = xids[i];
 
-       for (j = MyProc->subxids.nxids - 1; j >= 0; j--)
+       for (j = MyPgXact->nxids - 1; j >= 0; j--)
        {
            if (TransactionIdEquals(MyProc->subxids.xids[j], anxid))
            {
@@ -2377,11 +2443,11 @@ XidCacheRemoveRunningXids(TransactionId xid,
         * error during AbortSubTransaction.  So instead of Assert, emit a
         * debug warning.
         */
-       if (j < 0 && !MyProc->subxids.overflowed)
+       if (j < 0 && !MyPgXact->overflowed)
            elog(WARNING, "did not find subXID %u in MyProc", anxid);
    }
 
-   for (j = MyProc->subxids.nxids - 1; j >= 0; j--)
+   for (j = MyPgXact->nxids - 1; j >= 0; j--)
    {
        if (TransactionIdEquals(MyProc->subxids.xids[j], xid))
        {
@@ -2390,7 +2456,7 @@ XidCacheRemoveRunningXids(TransactionId xid,
        }
    }
    /* Ordinarily we should have found it, unless the cache has overflowed */
-   if (j < 0 && !MyProc->subxids.overflowed)
+   if (j < 0 && !MyPgXact->overflowed)
        elog(WARNING, "did not find subXID %u in MyProc", xid);
 
    /* Also advance global latestCompletedXid while holding the lock */
index 7e7f6af21b7e7a3df7719fc3b0cd142d5d1cdff8..63326b8770d50bb95f9e2c22cb5c4be6acb7e082 100644 (file)
@@ -450,6 +450,7 @@ FindLockCycleRecurse(PGPROC *checkProc,
                     int *nSoftEdges)   /* output argument */
 {
    PGPROC     *proc;
+   PGXACT     *pgxact;
    LOCK       *lock;
    PROCLOCK   *proclock;
    SHM_QUEUE  *procLocks;
@@ -516,6 +517,7 @@ FindLockCycleRecurse(PGPROC *checkProc,
    while (proclock)
    {
        proc = proclock->tag.myProc;
+       pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[proc->pgprocno];
 
        /* A proc never blocks itself */
        if (proc != checkProc)
@@ -541,7 +543,7 @@ FindLockCycleRecurse(PGPROC *checkProc,
                     * vacuumFlag bit), but we don't do that here to avoid
                     * grabbing ProcArrayLock.
                     */
-                   if (proc->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM)
+                   if (pgxact->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM)
                        blocking_autovacuum_proc = proc;
 
                    /* This proc hard-blocks checkProc */
index 905502f145b24928167b41ee7b5485fc972a5b86..3ba4671ac315f5a767f329b035c2a60bde404469 100644 (file)
@@ -3188,9 +3188,10 @@ GetRunningTransactionLocks(int *nlocks)
            proclock->tag.myLock->tag.locktag_type == LOCKTAG_RELATION)
        {
            PGPROC     *proc = proclock->tag.myProc;
+           PGXACT     *pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[proc->pgprocno];
            LOCK       *lock = proclock->tag.myLock;
 
-           accessExclusiveLocks[index].xid = proc->xid;
+           accessExclusiveLocks[index].xid = pgxact->xid;
            accessExclusiveLocks[index].dbOid = lock->tag.locktag_field1;
            accessExclusiveLocks[index].relOid = lock->tag.locktag_field2;
 
index eda3a98a85b0ba14ed82aa1570fe758b895dfa37..bcbc80222bb0e90379785f33c9088e7e07d35003 100644 (file)
@@ -36,6 +36,7 @@
 #include <sys/time.h>
 
 #include "access/transam.h"
+#include "access/twophase.h"
 #include "access/xact.h"
 #include "miscadmin.h"
 #include "postmaster/autovacuum.h"
@@ -57,6 +58,7 @@ bool      log_lock_waits = false;
 
 /* Pointer to this process's PGPROC struct, if any */
 PGPROC    *MyProc = NULL;
+PGXACT    *MyPgXact = NULL;
 
 /*
  * This spinlock protects the freelist of recycled PGPROC structures.
@@ -70,6 +72,7 @@ NON_EXEC_STATIC slock_t *ProcStructLock = NULL;
 /* Pointers to shared-memory structures */
 PROC_HDR *ProcGlobal = NULL;
 NON_EXEC_STATIC PGPROC *AuxiliaryProcs = NULL;
+PGPROC *PreparedXactProcs = NULL;
 
 /* If we are waiting for a lock, this points to the associated LOCALLOCK */
 static LOCALLOCK *lockAwaited = NULL;
@@ -106,13 +109,19 @@ ProcGlobalShmemSize(void)
 
    /* ProcGlobal */
    size = add_size(size, sizeof(PROC_HDR));
-   /* AuxiliaryProcs */
-   size = add_size(size, mul_size(NUM_AUXILIARY_PROCS, sizeof(PGPROC)));
    /* MyProcs, including autovacuum workers and launcher */
    size = add_size(size, mul_size(MaxBackends, sizeof(PGPROC)));
+   /* AuxiliaryProcs */
+   size = add_size(size, mul_size(NUM_AUXILIARY_PROCS, sizeof(PGPROC)));
+   /* Prepared xacts */
+   size = add_size(size, mul_size(max_prepared_xacts, sizeof(PGPROC)));
    /* ProcStructLock */
    size = add_size(size, sizeof(slock_t));
 
+   size = add_size(size, mul_size(MaxBackends, sizeof(PGXACT)));
+   size = add_size(size, mul_size(NUM_AUXILIARY_PROCS, sizeof(PGXACT)));
+   size = add_size(size, mul_size(max_prepared_xacts, sizeof(PGXACT)));
+
    return size;
 }
 
@@ -157,10 +166,11 @@ void
 InitProcGlobal(void)
 {
    PGPROC     *procs;
+   PGXACT     *pgxacts;
    int         i,
                j;
    bool        found;
-   uint32      TotalProcs = MaxBackends + NUM_AUXILIARY_PROCS;
+   uint32      TotalProcs = MaxBackends + NUM_AUXILIARY_PROCS + max_prepared_xacts;
 
    /* Create the ProcGlobal shared structure */
    ProcGlobal = (PROC_HDR *)
@@ -182,10 +192,11 @@ InitProcGlobal(void)
     * those used for 2PC, which are embedded within a GlobalTransactionData
     * struct).
     *
-    * There are three separate consumers of PGPROC structures: (1) normal
-    * backends, (2) autovacuum workers and the autovacuum launcher, and (3)
-    * auxiliary processes.  Each PGPROC structure is dedicated to exactly
-    * one of these purposes, and they do not move between groups.
+    * There are four separate consumers of PGPROC structures: (1) normal
+    * backends, (2) autovacuum workers and the autovacuum launcher, (3)
+    * auxiliary processes, and (4) prepared transactions.  Each PGPROC
+    * structure is dedicated to exactly one of these purposes, and they do
+    * not move between groups.
     */
    procs = (PGPROC *) ShmemAlloc(TotalProcs * sizeof(PGPROC));
    ProcGlobal->allProcs = procs;
@@ -195,21 +206,43 @@ InitProcGlobal(void)
                (errcode(ERRCODE_OUT_OF_MEMORY),
                 errmsg("out of shared memory")));
    MemSet(procs, 0, TotalProcs * sizeof(PGPROC));
+
+   /*
+    * Also allocate a separate array of PGXACT structures.  This is separate
+    * from the main PGPROC array so that the most heavily accessed data is
+    * stored contiguously in memory in as few cache lines as possible. This
+    * provides significant performance benefits, especially on a
+    * multiprocessor system.  Thereis one PGXACT structure for every PGPROC
+    * structure.
+    */
+   pgxacts = (PGXACT *) ShmemAlloc(TotalProcs * sizeof(PGXACT));
+   MemSet(pgxacts, 0, TotalProcs * sizeof(PGXACT));
+   ProcGlobal->allPgXact = pgxacts;
+
    for (i = 0; i < TotalProcs; i++)
    {
        /* Common initialization for all PGPROCs, regardless of type. */
 
-       /* Set up per-PGPROC semaphore, latch, and backendLock */
-       PGSemaphoreCreate(&(procs[i].sem));
-       InitSharedLatch(&(procs[i].procLatch));
-       procs[i].backendLock = LWLockAssign();
+       /*
+        * Set up per-PGPROC semaphore, latch, and backendLock. Prepared
+        * xact dummy PGPROCs don't need these though - they're never
+        * associated with a real process
+        */
+       if (i < MaxBackends + NUM_AUXILIARY_PROCS)
+       {
+           PGSemaphoreCreate(&(procs[i].sem));
+           InitSharedLatch(&(procs[i].procLatch));
+           procs[i].backendLock = LWLockAssign();
+       }
+       procs[i].pgprocno = i;
 
        /*
         * Newly created PGPROCs for normal backends or for autovacuum must
         * be queued up on the appropriate free list.  Because there can only
         * ever be a small, fixed number of auxiliary processes, no free
         * list is used in that case; InitAuxiliaryProcess() instead uses a
-        * linear search.
+        * linear search.  PGPROCs for prepared transactions are added to a
+        * free list by TwoPhaseShmemInit().
         */
        if (i < MaxConnections)
        {
@@ -230,10 +263,11 @@ InitProcGlobal(void)
    }
 
    /*
-    * Save a pointer to the block of PGPROC structures reserved for
-    * auxiliary proceses.
+    * Save pointers to the blocks of PGPROC structures reserved for
+    * auxiliary processes and prepared transactions.
     */
    AuxiliaryProcs = &procs[MaxBackends];
+   PreparedXactProcs = &procs[MaxBackends + NUM_AUXILIARY_PROCS];
 
    /* Create ProcStructLock spinlock, too */
    ProcStructLock = (slock_t *) ShmemAlloc(sizeof(slock_t));
@@ -296,6 +330,7 @@ InitProcess(void)
                (errcode(ERRCODE_TOO_MANY_CONNECTIONS),
                 errmsg("sorry, too many clients already")));
    }
+   MyPgXact = &ProcGlobal->allPgXact[MyProc->pgprocno];
 
    /*
     * Now that we have a PGPROC, mark ourselves as an active postmaster
@@ -313,18 +348,18 @@ InitProcess(void)
    SHMQueueElemInit(&(MyProc->links));
    MyProc->waitStatus = STATUS_OK;
    MyProc->lxid = InvalidLocalTransactionId;
-   MyProc->xid = InvalidTransactionId;
-   MyProc->xmin = InvalidTransactionId;
+   MyPgXact->xid = InvalidTransactionId;
+   MyPgXact->xmin = InvalidTransactionId;
    MyProc->pid = MyProcPid;
    /* backendId, databaseId and roleId will be filled in later */
    MyProc->backendId = InvalidBackendId;
    MyProc->databaseId = InvalidOid;
    MyProc->roleId = InvalidOid;
-   MyProc->inCommit = false;
-   MyProc->vacuumFlags = 0;
+   MyPgXact->inCommit = false;
+   MyPgXact->vacuumFlags = 0;
    /* NB -- autovac launcher intentionally does not set IS_AUTOVACUUM */
    if (IsAutoVacuumWorkerProcess())
-       MyProc->vacuumFlags |= PROC_IS_AUTOVACUUM;
+       MyPgXact->vacuumFlags |= PROC_IS_AUTOVACUUM;
    MyProc->lwWaiting = false;
    MyProc->lwExclusive = false;
    MyProc->lwWaitLink = NULL;
@@ -462,6 +497,7 @@ InitAuxiliaryProcess(void)
    ((volatile PGPROC *) auxproc)->pid = MyProcPid;
 
    MyProc = auxproc;
+   MyPgXact = &ProcGlobal->allPgXact[auxproc->pgprocno];
 
    SpinLockRelease(ProcStructLock);
 
@@ -472,13 +508,13 @@ InitAuxiliaryProcess(void)
    SHMQueueElemInit(&(MyProc->links));
    MyProc->waitStatus = STATUS_OK;
    MyProc->lxid = InvalidLocalTransactionId;
-   MyProc->xid = InvalidTransactionId;
-   MyProc->xmin = InvalidTransactionId;
+   MyPgXact->xid = InvalidTransactionId;
+   MyPgXact->xmin = InvalidTransactionId;
    MyProc->backendId = InvalidBackendId;
    MyProc->databaseId = InvalidOid;
    MyProc->roleId = InvalidOid;
-   MyProc->inCommit = false;
-   MyProc->vacuumFlags = 0;
+   MyPgXact->inCommit = false;
+   MyPgXact->vacuumFlags = 0;
    MyProc->lwWaiting = false;
    MyProc->lwExclusive = false;
    MyProc->lwWaitLink = NULL;
@@ -1045,6 +1081,7 @@ ProcSleep(LOCALLOCK *locallock, LockMethod lockMethodTable)
        if (deadlock_state == DS_BLOCKED_BY_AUTOVACUUM && allow_autovacuum_cancel)
        {
            PGPROC     *autovac = GetBlockingAutoVacuumPgproc();
+           PGXACT     *autovac_pgxact = &ProcGlobal->allPgXact[autovac->pgprocno];
 
            LWLockAcquire(ProcArrayLock, LW_EXCLUSIVE);
 
@@ -1053,8 +1090,8 @@ ProcSleep(LOCALLOCK *locallock, LockMethod lockMethodTable)
             * wraparound.
             */
            if ((autovac != NULL) &&
-               (autovac->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM) &&
-               !(autovac->vacuumFlags & PROC_VACUUM_FOR_WRAPAROUND))
+               (autovac_pgxact->vacuumFlags & PROC_IS_AUTOVACUUM) &&
+               !(autovac_pgxact->vacuumFlags & PROC_VACUUM_FOR_WRAPAROUND))
            {
                int         pid = autovac->pid;
 
index 50fb78057d8978e5d26f784d32806d99908bb05f..814cd23739987adc97f09b26a7e97afd61bf1273 100644 (file)
@@ -577,7 +577,7 @@ static void
 SnapshotResetXmin(void)
 {
    if (RegisteredSnapshots == 0 && ActiveSnapshot == NULL)
-       MyProc->xmin = InvalidTransactionId;
+       MyPgXact->xmin = InvalidTransactionId;
 }
 
 /*
index 6e798b1b2d9248e69fe157764b9e3d08365a58a9..c7cddc79931e8f3c62ee497fde0e344530e3c962 100644 (file)
@@ -35,8 +35,6 @@
 
 struct XidCache
 {
-   bool        overflowed;
-   int         nxids;
    TransactionId xids[PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS];
 };
 
@@ -86,27 +84,14 @@ struct PGPROC
    LocalTransactionId lxid;    /* local id of top-level transaction currently
                                 * being executed by this proc, if running;
                                 * else InvalidLocalTransactionId */
-
-   TransactionId xid;          /* id of top-level transaction currently being
-                                * executed by this proc, if running and XID
-                                * is assigned; else InvalidTransactionId */
-
-   TransactionId xmin;         /* minimal running XID as it was when we were
-                                * starting our xact, excluding LAZY VACUUM:
-                                * vacuum must not remove tuples deleted by
-                                * xid >= xmin ! */
-
    int         pid;            /* Backend's process ID; 0 if prepared xact */
+   int         pgprocno;
 
    /* These fields are zero while a backend is still starting up: */
    BackendId   backendId;      /* This backend's backend ID (if assigned) */
    Oid         databaseId;     /* OID of database this backend is using */
    Oid         roleId;         /* OID of role using this backend */
 
-   bool        inCommit;       /* true if within commit critical section */
-
-   uint8       vacuumFlags;    /* vacuum-related flags, see above */
-
    /*
     * While in hot standby mode, shows that a conflict signal has been sent
     * for the current transaction. Set/cleared while holding ProcArrayLock,
@@ -160,7 +145,33 @@ struct PGPROC
 
 
 extern PGDLLIMPORT PGPROC *MyProc;
+extern PGDLLIMPORT struct PGXACT *MyPgXact;
+
+/*
+ * Prior to PostgreSQL 9.2, the fieds below were stored as part of the
+ * PGPROC.  However, benchmarking revealed that packing these particular
+ * members into a separate array as tightly as possible sped up GetSnapshotData
+ * considerably on systems with many CPU cores, by reducing the number of
+ * cache lines needing to be fetched.  Thus, think very carefully before adding
+ * anything else here.
+ */
+typedef struct PGXACT
+{
+   TransactionId xid;          /* id of top-level transaction currently being
+                                * executed by this proc, if running and XID
+                                * is assigned; else InvalidTransactionId */
+
+   TransactionId xmin;         /* minimal running XID as it was when we were
+                                * starting our xact, excluding LAZY VACUUM:
+                                * vacuum must not remove tuples deleted by
+                                * xid >= xmin ! */
+
+   uint8       vacuumFlags;    /* vacuum-related flags, see above */
+   bool        overflowed;
+   bool        inCommit;       /* true if within commit critical section */
 
+   uint8       nxids;
+} PGXACT;
 
 /*
  * There is one ProcGlobal struct for the whole database cluster.
@@ -169,6 +180,8 @@ typedef struct PROC_HDR
 {
    /* Array of PGPROC structures (not including dummies for prepared txns) */
    PGPROC     *allProcs;
+   /* Array of PGXACT structures (not including dummies for prepared txns */
+   PGXACT     *allPgXact;
    /* Length of allProcs array */
    uint32      allProcCount;
    /* Head of list of free PGPROC structures */
@@ -186,6 +199,8 @@ typedef struct PROC_HDR
 
 extern PROC_HDR *ProcGlobal;
 
+extern PGPROC *PreparedXactProcs;
+
 /*
  * We set aside some extra PGPROC structures for auxiliary processes,
  * ie things that aren't full-fledged backends but need shmem access.