窗口 · XB 现场笔记

窗口函数在不合并组的前提下排名

Tue, 08 Feb 2028 00:00:00 +0000

排名函数为分区内的每一条输入行附加位置，不会把整个团队、部门或客户的数据压缩成一行聚合结果。真正需要选择的是并列的含义：每行占一个独立位置、允许并列且保留空位的竞赛名次，还是按不同分数组连续计数的名次。三种规则解决的问题不同，应先确定业务规则再写窗口。

三个问题对应三种排名

row_number() 从一开始给每行分配连续整数。如果两行的排序值完全相同，而窗口没有其他区分条件，它们的相对序号没有保证。需要恰好选出两位获胜者时，可以按分数降序，再按稳定且唯一的标识排序。这意味着同分时由标识决定谁占据剩余名额，不能把这个结果当成不影响业务的技术细节。

rank() 给同组并列行分配该组第一行的位置。分数为一百、九十、九十、八十时，名次依次为一、二、二、四。两位第二名占用了两个位置，因此下一档分数前面会留下空位。dense_rank() 则计算同分组的数量，对同一批数据给出一、二、二、三，不会因并列人数增加而跳号。

并列组由窗口 ORDER BY 中的全部表达式决定。如果把唯一标识也加入 rank 的窗口，即使本意只是稳定展示顺序，也会让原来的同分行不再并列。row_number 需要标识裁决、rank 需要保留同分时，应使用不同窗口定义。最终结果的展示顺序可以由外层 ORDER BY 控制，不必因此改掉排名所依据的并列关系。

明确分区与过滤时机

PARTITION BY 让每个组从头编号。不写分区条件时，窗口看到的所有输入行属于同一个分区。这和窗口帧是不同概念：排名依据分区顺序和并列组，不是对某段移动聚合帧计数。添加 ROWS 边界，不会把 rank 变成“这个边界内有多少行”的函数。

窗口看到的是 FROM、WHERE、分组和 HAVING 处理后剩余的行。因此，在同层查询中过滤，可能先删掉部分竞争者，再计算名次。如果需要先给所有人排名，再挑前几个位置，应在子查询或 CTE 中生成窗口值，然后到外层过滤。PostgreSQL 不允许直接把窗口函数放进 WHERE，这也提醒读者区分排名输入与排名输出。

“前两名”必须有明确含义。位置不大于二，每个分区最多返回两行；竞赛名次不大于二，会保留全部并列第二名，结果可能超过两行；密集名次不大于二，则选择前两个不同分数组。当第一档分数本身就有多人并列时，密集排名与竞赛排名的筛选结果也可能不同。这些是不同的结果集合，不是可以随意互换的性能写法。

排名保留的是当前查询提供的行，不保证原始实体恰好一行。一对多连接可能在编号之前复制参赛者，导致同一实体占据多个位置。应先说明输入粒度并解决非预期的连接膨胀，再筛选前若干名。事后添加 DISTINCT 即使删掉重复输出，也不一定修复已经计算的名次；连接产生的行数本身就是排名语义的一部分。

坏掉的样子

row_number 缺少确定的并列裁决条件时，同分选手可能在重复查询中交换位置。反过来，在所有窗口都添加标识，又可能悄悄消除 rank 本来要保留的并列。测试时必须放入恰好卡在截止名次上的同分数据，不能只测每个分数都不同的情况。如果分数允许 NULL，还应明确空值顺序；PostgreSQL 降序默认把空值放前面，需要时应显式指定 NULLS LAST。

确定的排序也不能冻结持续变化的数据。新分数出现后，已有行可能在两次请求之间移动，所以偏移分页或保存的行号并不是持久身份。大规模排名可能需要排序和临时文件，多个不同的窗口顺序也可能增加处理步骤。应读取有代表性的执行计划，不能因为查询使用窗口函数，就假设一定只有一次廉价扫描。

快速验证

把下面内容保存为 ranking.sql，在可丢弃的 PostgreSQL 18 数据库中执行 psql -X -v ON_ERROR_STOP=1 -f ranking.sql。red 分区包含一次并列，blue 是独立分区；末尾回滚会清理临时表和临时视图。

\set ON_ERROR_STOP on
BEGIN;
CREATE TEMP TABLE scores (id integer, team text, score integer);
INSERT INTO scores VALUES (1,'red',100),(2,'red',90),(3,'red',90),(4,'red',80),(5,'blue',50);
CREATE TEMP VIEW ranked AS
SELECT *, row_number() OVER (PARTITION BY team ORDER BY score DESC,id) AS position,
 rank() OVER w AS rank_with_gaps, dense_rank() OVER w AS rank_without_gaps
FROM scores WINDOW w AS (PARTITION BY team ORDER BY score DESC);
SELECT * FROM ranked ORDER BY team,id;
SELECT count(*) AS top_two_positions FROM ranked WHERE team='red' AND position<=2;
SELECT count(*) AS top_two_ranks FROM ranked WHERE team='red' AND rank_with_gaps<=2;
DO $$ BEGIN
 IF (SELECT array_agg(rank_with_gaps ORDER BY id) FROM ranked WHERE team='red')
 IS DISTINCT FROM ARRAY[1,2,2,4]::bigint[] THEN RAISE EXCEPTION 'wrong rank'; END IF;
 IF (SELECT array_agg(rank_without_gaps ORDER BY id) FROM ranked WHERE team='red')
 IS DISTINCT FROM ARRAY[1,2,2,3]::bigint[] THEN RAISE EXCEPTION 'wrong dense rank'; END IF;
 IF (SELECT array_agg(id ORDER BY position) FROM ranked WHERE team='red' AND position<=2)
 IS DISTINCT FROM ARRAY[1,2] THEN RAISE EXCEPTION 'unstable top two'; END IF;
 IF (SELECT count(*) FROM ranked WHERE team='red' AND rank_with_gaps<=2) <> 3 THEN
 RAISE EXCEPTION 'tied second place was dropped';
 END IF;
END $$;
ROLLBACK;

PostgreSQL 18.6 实测中，red 的位置为一至四，竞赛名次为一、二、二、四，密集名次为一、二、二、三。blue 独立从一开始。按 red 的位置筛选前两行，会得到标识一和二；按竞赛名次不大于二筛选，则返回三行，保留两位第二名。这同时说明“每行还在”与“每个分区重新计数”的行为。

断言检查两个名次数组、预定的同分裁决结果和截止处的行数。把共享排名窗口改为包含 id，应该让这些预期失败，从而暴露展示稳定性与并列语义被混用的问题。这里的观察来自固定数据集；若报表需要在分数持续变化时仍保持稳定，还必须单独设计快照或分页规则，不能让临时排名承担它没有承诺的身份语义。

来源

PostgreSQL 窗口函数，排名函数与并列组，已核验 2026-10-15。
PostgreSQL 窗口教程，分区、排序和排名后的过滤，已核验 2026-10-15。

TCP 窗口缩放分别扩展两个方向的接收窗口编码

Thu, 02 Dec 2027 00:00:00 +0000

TCP 头部的接收窗口字段只有十六位。窗口缩放让已建立连接依据握手期间确定的移位解释这个字段，从而允许接收端通告超过65535字节的空间。两个方向可以采用不同移位值。它扩展的是接收窗口信息的编码，不会直接扩大每个缓冲区，也不保证发送端始终让那么多数据处于未确认状态。

坏掉的样子

高带宽且 RTT 较长的路径，可能需要远多于未缩放窗口所能描述的在途数据。例如每秒一百兆比特、往返八十毫秒，对应大约一百万字节在途数据；65535字节窗口会形成明显更低的理想速率上限。带宽时延积用于容量估算，不是吞吐量实测，也不保证链路不存在其他约束，不能用一个乘法直接宣布应用应达到某个速度。

发送端还受到拥塞窗口限制，并且必须有应用数据可发。扩大接收窗口编码，无法修复过小的拥塞预算、停止读取的应用、丢包或被阻断的路由。零窗口经过缩放仍然是零。应判断究竟哪个资源限制进展，不能仅因握手里存在缩放选项，就断言连接理应跑满链路，也不能把所有低吞吐问题都归因于缓冲配置。

对协商的误解还会导致抓包解释错误。双方都必须提供选项，缩放才能生效；每个因子用于解释提供它的端点所通告的窗口。SYN 与 SYN-ACK 自身的窗口字段从不缩放。使用反方向的移位值，或把 SYN 窗口也乘上因子，即使数据包字节完全正确，也会算出错误容量。报文值需要结合方向和连接阶段解释。

快速验证

将脚本保存为 check-window-scaling.py，准备 Docker 后运行 python3 check-window-scaling.py。一次性环境使用 Python 3.11.16、iproute2 6.1.0 和 tcpdump 4.99.3，在 Linux 6.12.76 上验证。NET_ADMIN 与 SYS_ADMIN 支持嵌套命名空间及临时 proc 挂载。端点通过新建 veth 相连，所有设置仅作用于实验范围：

from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import json,subprocess,uuid
recipe='FROM python@sha256:528257d48c1da0dcecc2e725d1ae34498d60c965f1241e39cd6a85a8859bdf84\nRUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends iproute2=6.1.0-3 iputils-ping=3:20221126-1+deb12u1 nftables=1.0.6-2+deb12u2 tcpdump=4.99.3-1 traceroute=1:2.1.2-1 procps=2:4.0.2-3 && rm -rf /var/lib/apt/lists/*\nCMD ["python3"]\n'
program=r"""
from contextlib import ExitStack,contextmanager
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import json,os,select,signal,subprocess,time

def run(*args,check=True,input=None,timeout=8):
 result=subprocess.run(args,input=input,capture_output=True,text=True,timeout=timeout)
 if check:assert result.returncode==0,(args,result.returncode,result.stdout,result.stderr)
 return result
def ns(name,*args,**kwargs):return run('ip','netns','exec',name,*args,**kwargs)
def ip(name,*args,**kwargs):return ns(name,'ip',*args,**kwargs)
def stop(process):
 if process.poll() is None:
 process.terminate()
 try:process.wait(timeout=2)
 except subprocess.TimeoutExpired:process.kill();process.wait(timeout=2)
def line(process,timeout=3):
 assert select.select([process.stdout],[],[],timeout)[0],'child response deadline exceeded'
 value=process.stdout.readline();assert value,('child exited without a response',process.stderr.read())
 return value
def spawn(stack,command):
 process=subprocess.Popen(command,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,text=True)
 stack.callback(stop,process);return process
@contextmanager
def lab(names):
 with TemporaryDirectory(prefix='net-path-') as directory,ExitStack() as stack:
 root=Path(directory);proc=root/'proc';proc.mkdir();run('mount','-t','proc','proc',str(proc))
 stack.callback(run,'umount',str(proc))
 for name in names:
 run('ip','netns','add',name);stack.callback(run,'ip','netns','delete',name,check=False)
 ip(name,'link','set','lo','up')
 def setting(name,key,value):
 assert name in names
 path=proc/'sys'/key.replace('.','/')
 return ns(name,'python3','-c',f'from pathlib import Path; p=Path({str(path)!r}); p.write_text({str(value)!r}); print(p.read_text().strip())').stdout.strip()
 yield root,stack,setting
def wire(left,left_if,right,right_if,left_addresses,right_addresses):
 run('ip','link','add',left_if,'type','veth','peer','name',right_if)
 for name,interface,addresses in [(left,left_if,left_addresses),(right,right_if,right_addresses)]:
 run('ip','link','set',interface,'netns',name)
 for address in addresses:ip(name,'address','add',address,'dev',interface,*(['nodad'] if ':' in address else []))
 ip(name,'link','set',interface,'up')
def nft(name,script):return ns(name,'nft','-f','-',input=script)
def counters(name):
 data=json.loads(ns(name,'nft','-j','list','ruleset').stdout);found={}
 for entry in data['nftables']:
 rule=entry.get('rule',{})
 if 'comment' in rule:
 for expression in rule['expr']:
 if 'counter' in expression:found[rule['comment']]=expression['counter']['packets']
 return found


def capture(stack,root,name,interface,expression,label):
 path=root/(label+'.pcap')
 process=subprocess.Popen(['ip','netns','exec',name,'tcpdump','--immediate-mode','-Z','root','-U','-n','-i',interface,'-w',str(path),expression],
 stdout=subprocess.DEVNULL,stderr=subprocess.PIPE,text=True)
 stack.callback(stop,process)
 deadline=time.monotonic()+3
 while time.monotonic()<deadline:
 assert process.poll() is None,'tcpdump exited before listening'
 if select.select([process.stderr],[],[],.1)[0] and 'listening on' in process.stderr.readline():return process,path
 raise AssertionError('tcpdump did not become ready')
def packets(process,path):
 import struct,socket
 process.send_signal(signal.SIGINT);_,diagnostic=process.communicate(timeout=3)
 assert process.returncode==0,diagnostic
 raw=path.read_bytes();assert raw[:4]==bytes.fromhex('d4c3b2a1') and struct.unpack_from('<I',raw,20)[0]==1
 offset=24;result=[]
 while offset<len(raw):
 seconds,micros,size,original=struct.unpack_from('<IIII',raw,offset);offset+=16
 frame=raw[offset:offset+size];offset+=size
 if frame[12:14]!=b'\x08\x00' or frame[23]!=6:continue
 ihl=(frame[14]&15)*4;length=struct.unpack_from('!H',frame,16)[0];tcp=14+ihl
 sport,dport,seq,ack=struct.unpack_from('!HHII',frame,tcp);header=(frame[tcp+12]>>4)*4
 opts={};cursor=tcp+20
 while cursor<tcp+header:
 kind=frame[cursor]
 if kind==0:break
 if kind==1:cursor+=1;continue
 option_length=frame[cursor+1];data=frame[cursor+2:cursor+option_length];assert option_length>=2
 if kind==2:opts['mss']=struct.unpack('!H',data)[0]
 elif kind==3:opts['wscale']=data[0]
 elif kind==4:opts['sack_ok']=True
 elif kind==5:opts['sack']=[list(pair) for pair in struct.iter_unpack('!II',data)]
 cursor+=option_length
 body=frame[tcp+header:14+length]
 result.append({'t':seconds+micros/1e6,'src':socket.inet_ntoa(frame[26:30]),'dst':socket.inet_ntoa(frame[30:34]),
 'sport':sport,'dport':dport,'seq':seq,'ack':ack,'flags':frame[tcp+13],'window':struct.unpack_from('!H',frame,tcp+14)[0],
 'length':len(body),'options':opts,'preview':body[:24].hex()})
 return result
with lab(['client','target']) as (root,stack,setting):
 wire('client','c0','target','t0',['192.0.2.1/30'],['192.0.2.2/30'])
 server_code=r'''
import socket,json
def read_exact(stream,length):
 data=b''
 while len(data)<length:
 chunk=stream.recv(length-len(data));assert chunk,'premature EOF';data+=chunk
 return data
listener=socket.socket();listener.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
listener.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF,262144)
listener.bind(('192.0.2.2',18080));listener.listen();print('listening',flush=True)
with listener.accept()[0] as connection:
 connection.settimeout(4);print(json.dumps({'rcvbuf':connection.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF)}),flush=True)
 assert read_exact(connection,4)==b'ping';connection.sendall(b'pong')
 assert connection.recv(1)==b''
'''
 client_code=r'''
import socket,json,sys
def read_exact(stream,length):
 data=b''
 while len(data)<length:
 chunk=stream.recv(length-len(data));assert chunk,'premature EOF';data+=chunk
 return data
s=socket.socket();s.settimeout(4);s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF,65536)
s.bind(('192.0.2.1',40400+int(sys.argv[1])));s.connect(('192.0.2.2',18080));s.sendall(b'ping')
assert read_exact(s,4)==b'pong'
print(json.dumps({'rcvbuf':s.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF),'reply':'pong'}),flush=True)
assert sys.stdin.readline().strip()=='close';s.close()
'''
 outcomes={}
 for enabled in [1,0]:
 setting('client','net.ipv4.tcp_window_scaling',enabled);setting('target','net.ipv4.tcp_window_scaling',enabled)
 service=spawn(stack,['ip','netns','exec','target','python3','-u','-c',server_code]);assert line(service).strip()=='listening'
 tap,path=capture(stack,root,'client','c0','tcp port 18080','window'+str(enabled))
 client=spawn(stack,['ip','netns','exec','client','python3','-u','-c',client_code,str(enabled)])
 client_result=json.loads(line(client));server_result=json.loads(line(service))
 diagnostics=ns('client','ss','-tin','state','established').stdout
 client.stdin.write('close\n');client.stdin.flush();client.wait(timeout=2);service.wait(timeout=2)
 assert client.returncode==service.returncode==0
 observed=packets(tap,path);syn=next(p for p in observed if p['flags']&0x12==0x02)
 synack=next(p for p in observed if p['flags']&0x12==0x12)
 advertised=next(p for p in observed if p['sport']==18080 and p['length']==4)
 if enabled:
 assert 'wscale' in syn['options'] and 'wscale' in synack['options']
 effective=advertised['window']<<synack['options']['wscale'];assert effective>65535
 else:
 assert 'wscale' not in syn['options'] and 'wscale' not in synack['options'];effective=advertised['window'];assert effective<=65535
 outcomes[enabled]={'client':client_result,'server':server_result,'syn':syn,'synack':synack,
 'server_post_handshake_window_field':advertised['window'],'effective_receive_window':effective,'ss':diagnostics}
 print(json.dumps(outcomes))
"""
name='xbcatm-tcpflow-'+uuid.uuid4().hex[:10]
def docker(*args,**kwargs):return subprocess.run(['docker',*args],capture_output=True,text=True,timeout=300,**kwargs)
try:
 with TemporaryDirectory(prefix=name+'-') as directory:
 root=Path(directory);(root/'Dockerfile').write_text(recipe)
 build=docker('build','-t',name,str(root));assert build.returncode==0,build.stderr
 result=docker('run','--rm','-i','--name',name,'--network','none','--cap-add','NET_ADMIN','--cap-add','SYS_ADMIN',
 '--memory','256m','--pids-limit','128',name,'python3','-',input=program)
 assert result.returncode==0,result.stderr
 print(json.dumps(json.loads(result.stdout),sort_keys=True))
finally:
 docker('rm','-f',name);docker('image','rm',name)

连接建立之前，客户端请求65536字节接收缓冲，服务器监听套接字请求262144字节。脚本读取最终套接字选项值，不假定请求值会原样使用。Linux 的缓冲记账和上限会影响结果，本次客户端报告131072，服务器接受后的套接字报告425984。二者均不能直接等同于线上通告窗口。

两端启用缩放时，捕获到客户端 SYN 提供移位一，服务器 SYN-ACK 提供移位二。初始窗口字段仍按未缩放值解释。建立连接后，服务器数据段的窗口字段为53213，应用服务器因子后乘以四，得到212852字节。客户端套接字诊断也独立报告对应发送窗口，使协商、报文与生效状态互相印证。

下一条全新连接在两端关闭缩放，保持缓冲请求和应用交互相同。两个 SYN 都没有缩放选项，服务器通告窗口为65535字节。两次都发送 ping 并收到 pong，既检查协商，也检查真实通信。对照展示编码限制，没有把四字节交换包装成最大吞吐量测试；应用成功与容量上限属于不同结论。

脚本捕获建立过程，因为缩放因子对该连接固定。之后改变系统默认值，不会重新协商已有字节流。如果接收缓冲行为影响握手选择，就应在 connect 或 listen 前适当配置。从握手之后才开始的抓包，需要补充此前协商状态，才能正确解释原始窗口字段。缺少这段背景时，单看一个较小字段容易误判接收能力。

区分缓冲分配、通告容量与实际性能

记录相关套接字设置、双方移位、当前通告窗口、拥塞窗口、RTT 和应用活动。这些描述不同限制。分配量很大时，通告窗口仍可能较小，因为协议栈要考虑缓冲记账与当前占用。本例有意同时给出分配值和报文值，把差异明确展示出来，避免将多个不同指标都笼统叫作“窗口大小”，导致调参对象错误。

传输未达预期时，检查接收应用是否持续消费，以及发送端是否有足够任务使用允许的在途量。修改缓冲预算之前，应审阅丢包和拥塞行为。大量并发套接字采用更大分配，也会增加资源需求，因此调优应依靠负载证据，而不是把所有上限设到最大。只改变编码能力，无法保证应用生产与消费速度随之提升。

协议将移位限制为十四，使可表示窗口小于一吉比字节。这个编码上限并不要求分配同样多内存。变更之后，应针对部署内核和代表性流量验证。本例检查协商、方向、计算及成功交换，持续容量和实际应用行为还需要适合真实路径的测量。明确区分这些结论，才能避免用一个选项的存在代替完整性能证据。

来源

RFC 7323 TCP Extensions，双向独立缩放因子、SYN 例外与接收窗口计算，已核验 2026-09-12。
Linux tcp(7)，接收缓冲、窗口缩放与建立连接前的套接字设置，已核验 2026-09-12。
RFC 5681 Congestion Control，拥塞窗口与接收窗口分别施加的限制，已核验 2026-09-12。