PostgreSQL 可以通过运行用户提供的代码到独立的进程中来扩展。这些进程由 postgres 启动、停止和监控，这使得它们能够与服务器的状态紧密关联。这些进程附加到 PostgreSQL 的共享内存区域，并可以选择在内部连接到数据库；它们也可以像常规的客户端连接服务器进程一样串行运行多个事务。此外，通过链接 libpq，它们可以连接到服务器并表现得像常规的客户端应用程序。

后台工作进程可以在 PostgreSQL 启动时初始化，方法是将模块名称包含在 shared_preload_libraries 中。希望运行后台工作进程的模块可以通过在其 _PG_init() 函数中调用 RegisterBackgroundWorker(BackgroundWorker *worker) 来注册它。后台工作进程也可以在系统运行后启动，方法是调用 RegisterDynamicBackgroundWorker(BackgroundWorker *worker, BackgroundWorkerHandle **handle)。与只能在 postmaster 进程内调用的 RegisterBackgroundWorker 不同，RegisterDynamicBackgroundWorker 必须从常规后端进程或其他后台工作进程调用。

结构体 BackgroundWorker 定义如下：

typedef void (*bgworker_main_type)(Datum main_arg);
typedef struct BackgroundWorker
{
    char        bgw_name[BGW_MAXLEN];
    char        bgw_type[BGW_MAXLEN];
    int         bgw_flags;
    BgWorkerStartTime bgw_start_time;
    int         bgw_restart_time;       /* in seconds, or BGW_NEVER_RESTART */
    char        bgw_library_name[MAXPGPATH];
    char        bgw_function_name[BGW_MAXLEN];
    Datum       bgw_main_arg;
    char        bgw_extra[BGW_EXTRALEN];
    pid_t       bgw_notify_pid;
} BackgroundWorker;

bgw_name 和 bgw_type 是用于日志消息、进程列表和类似上下文的字符串。bgw_type 对于同一类型的后台工作进程应该是相同的，这样在进程列表中就可以将这些工作进程分组。另一方面，bgw_name 可以包含关于特定进程的附加信息。（通常，bgw_name 的字符串会以某种方式包含类型，但这并非严格要求。）

bgw_flags 是一个按位或运算的位掩码，指示模块想要的特性。可能的值有：

bgw_start_time 是 postgres 应该启动进程的服务器状态；它可以是 BgWorkerStart_PostmasterStart（在 postgres 本身完成初始化后尽快启动；请求此项的进程不符合数据库连接的条件）、BgWorkerStart_ConsistentState（在热备达到的一个一致状态后尽快启动，允许进程连接数据库并运行只读查询）和 BgWorkerStart_RecoveryFinished（在系统进入正常读写状态后尽快启动）。请注意，在非热备服务器中，后两个值是等效的。请注意，此设置仅指示进程何时启动；它们不会在达到不同状态时停止。

bgw_restart_time 是以秒为单位的时间间隔，如果进程崩溃，postgres 应该等待多久后重新启动该进程。它可以是任何正值，或者 BGW_NEVER_RESTART，表示在进程崩溃时不重启。

bgw_library_name 是一个库的名称，后台工作进程的初始入口点应该在该库中查找。命名的库将被工作进程动态加载，并且 bgw_function_name 将用于识别要调用的函数。如果调用核心代码中的函数，则必须将其设置为 "postgres"。

bgw_function_name 是用作新后台工作进程初始入口点的函数名称。如果此函数位于动态加载的库中，则必须将其标记为 PGDLLEXPORT（而不是 static）。

bgw_main_arg 是后台工作进程主函数的 Datum 参数。此主函数应接受一个 Datum 类型的参数并返回 void。bgw_main_arg 将作为参数传递。此外，全局变量 MyBgworkerEntry 指向在注册时传递的 BackgroundWorker 结构体的副本；工作进程可能会发现检查此结构体很有用。

在 Windows（或任何定义了 EXEC_BACKEND 的地方）或动态后台工作进程中，按引用传递 Datum 是不安全的，只能按值传递。如果需要参数，最安全的方式是传递一个 int32 或其他小值，并使用它作为共享内存中分配的数组的索引。如果传递了 cstring 或 text 等值，则指针在新后台工作进程中将无效。

bgw_extra 可以包含要传递给后台工作进程的额外数据。与 bgw_main_arg 不同，此数据不会作为参数传递给工作进程的主函数，但可以通过 MyBgworkerEntry 访问，如上所述。

bgw_notify_pid 是一个 PostgreSQL 后端进程的 PID，当进程启动或退出时，postmaster 应向其发送 SIGUSR1 信号。对于在 postmaster 启动时注册的工作进程，或者当注册工作进程的后端不希望等待工作进程启动时，该值应为 0。否则，应将其初始化为 MyProcPid。

一旦运行，进程可以通过调用 BackgroundWorkerInitializeConnection(char *dbname, char *username, uint32 flags) 或 BackgroundWorkerInitializeConnectionByOid(Oid dboid, Oid useroid, uint32 flags) 连接到数据库。这允许进程使用 SPI 接口运行事务和查询。如果 dbname 为 NULL 或 dboid 为 InvalidOid，则会话未连接到任何特定数据库，但可以访问共享目录。如果 username 为 NULL 或 useroid 为 InvalidOid，则进程将以 initdb 期间创建的超级用户身份运行。如果指定 BGWORKER_BYPASS_ALLOWCONN 作为 flags，则可以绕过连接不允许用户连接的数据库的限制。如果指定 BGWORKER_BYPASS_ROLELOGINCHECK 作为 flags，则可以绕过用于连接数据库的角色登录检查。后台工作进程只能调用这两个函数之一，并且只能调用一次。无法切换数据库。

当控制到达后台工作进程的主函数时，信号最初被阻塞，必须由它解除阻塞；这是为了允许进程在必要时自定义其信号处理程序。可以通过调用 BackgroundWorkerUnblockSignals 来解除新进程中的信号阻塞，并通过调用 BackgroundWorkerBlockSignals 来阻塞信号。

如果后台工作进程的 bgw_restart_time 配置为 BGW_NEVER_RESTART，或者它以退出码 0 退出，或者被 TerminateBackgroundWorker 终止，它将在退出时由 postmaster 自动取消注册。否则，将在 bgw_restart_time 配置的时间间隔后重新启动，或者如果 postmaster 由于后端故障重新初始化集群，则立即重新启动。需要仅临时暂停执行的后端应使用可中断的睡眠而不是退出；这可以通过调用 WaitLatch() 来实现。确保在调用该函数时设置了 WL_POSTMASTER_DEATH 标志，并验证返回值以在 postgres 本身终止的紧急情况下快速退出。

当使用 RegisterDynamicBackgroundWorker 函数注册后台工作进程时，注册的后端可以获取有关工作进程状态的信息。需要这样做的后端应将 BackgroundWorkerHandle * 的地址作为第二个参数传递给 RegisterDynamicBackgroundWorker。如果工作进程成功注册，此指针将初始化为一个不透明句柄，该句柄随后可以传递给 GetBackgroundWorkerPid(BackgroundWorkerHandle *, pid_t *) 或 TerminateBackgroundWorker(BackgroundWorkerHandle *)。GetBackgroundWorkerPid 可用于轮询工作进程的状态：返回值为 BGWH_NOT_YET_STARTED 表示工作进程尚未由 postmaster 启动；BGWH_STOPPED 表示它已启动但不再运行；BGWH_STARTED 表示它正在运行。在最后一种情况下，PID 也将通过第二个参数返回。TerminateBackgroundWorker 会导致 postmaster 向正在运行的工作进程发送 SIGTERM 信号，并在其不再运行时将其取消注册。

在某些情况下，注册后台工作进程的进程可能希望等待工作进程启动。这可以通过将 bgw_notify_pid 初始化为 MyProcPid，然后将注册时获得的 BackgroundWorkerHandle * 传递给 WaitForBackgroundWorkerStartup(BackgroundWorkerHandle *handle, pid_t *) 函数来实现。此函数将阻塞，直到 postmaster 尝试启动后台工作进程，或者直到 postmaster 死亡。如果后台工作进程正在运行，返回值将是 BGWH_STARTED，并且 PID 将被写入提供的地址。否则，返回值将是 BGWH_STOPPED 或 BGWH_POSTMASTER_DIED。

进程还可以通过使用 WaitForBackgroundWorkerShutdown(BackgroundWorkerHandle *handle) 函数并传递注册时获得的 BackgroundWorkerHandle * 来等待后台工作进程关闭。此函数将阻塞，直到后台工作进程退出，或者 postmaster 死亡。当后台工作进程退出时，返回值为 BGWH_STOPPED，如果 postmaster 死亡，则返回 BGWH_POSTMASTER_DIED。

后台工作进程可以通过使用 NOTIFY 命令通过SPI，或直接通过 Async_Notify() 发送异步通知消息。这些通知将在事务提交时发送。后台工作进程不应使用 LISTEN 命令注册接收异步通知，因为没有基础结构供工作进程消耗此类通知。

src/test/modules/worker_spi 模块包含一个工作示例，演示了一些有用的技术。

已注册后台工作进程的最大数量受 max_worker_processes 的限制。