PostgreSQL從小白到專家，是從入門逐漸能力提升的一個系列教程，內容包括對PG基礎的認知、包括安裝使用、包括角色權限、包括維護管理、、等內容，希望對熱愛PG、學習PG的同學們有幫助，歡迎持續關注CUUG PG技術大講堂。

Part 15：數據文件與塊存儲結構

內容1：表的OID與數據文件對應關系

內容2：PostgreSQL數據文件存儲方式

內容3：數據文件、空閑空間地圖和可見性地圖

內容4：塊空間使用方法

對象OID與數據文件對應關系

· PG數據庫的一張表或者索引對應一個數據文件。與Oracle集中式的存儲方式不同，各有優缺點

· 作為數據庫對象的表和索引在內部由各個oid管理，而這些數據文件則由變量relfilenode管理。

· 表和索引的relfilenode值開始時基本上(但并不總是)與相應的oid匹配

sampledb=# SELECT relname, oid, relfilenode FROM pg_class WHERE relname = 'sampletbl';

relname | oid | relfilenode

-----------+-------+-------------

sampletbl | 18740 | 18740

(1 row)

· 相關表的數據文件路徑：

$ cd $PGDATA

$ ls -la base/16384/18740

-rw------- 1 postgres postgres 8192 Apr 21 10:21 base/16384/18740

· TRUNCATE、REINDEX、CLUSTER等操作會造成relfilenode號的改變，因為先刪除原來的數據文件，再創建一個新的會更快。

sampledb=# SELECT relname, oid, relfilenode FROM pg_class WHERE relname = 'sampletbl';

relname | oid | relfilenode

-----------+-------+-------------

sampletbl | 18740 | 18812

(1 row)

· 使用內置函數pg_relation_file path查看表的文件路徑：

sampledb=# SELECT pg_relation_filepath('sampletbl');

pg_relation_filepath

----------------------

base/16384/18812

(1 row)

· 文件尺寸超過1GB后，新文件的產生規則：

$ cd $PGDATA

$ ls -la -h base/16384/19427*

-rw------- 1 data/base/16384/19427

-rw------- 1 data/base/16384/19427.1

相關聯的其它數據文件

· 空閑空間地圖和可見性地圖(‘_fsm’和‘_vm’):

$ cd $PGDATA

$ ls -la base/16384/18751*

-rw------- 1 base/16384/18751

-rw------- 1 base/16384/18751_fsm

-rw------- 1 base/16384/18751_vm

· 當insert操作時空閑空間文件用來查看哪些數據塊有空閑空間存放新行

· 當進行vacuum操作時可見性地圖文件用來提高操作的效率

· 相關的三類文件在內部稱為每個關系的分岔(fork);數據文件的fork號為0、空閑空間文件fork號為1，可見性地圖文件的fork號為2。

數據塊內部結構

· 數據文件內部布局

固定長度的頁(或塊)，默認值為8192字節(8kb)

頁面的內部布局取決于數據文件類型

· 表中的頁包含以下三種數據：

header data -由page header data結構定義的頭數據在頁面的開頭分配。它的長度為24字節，包含有關該頁的一般信息。結構的主要變量如下頁所述。

line pointer(s) -行指針為4字節長，并保存指向每個堆行的指針。它也被稱為項指針。行指針形成一個簡單的數組，它起到元組索引的作用。每個索引從1開始按順序編號，稱為偏移量編號。當一個新的行被添加到頁面中時，一個新的行指針也被推到數組中以指向新的行

heap tuple(s) -堆元組(行)是記錄數據本身。它們從頁面底部開始按順序堆疊。因為PostgreSQL需要同時了解并發控制(CC)和WAL。

INSERT操作

· Writing Heap Tuples：

UPDATE操作

· 更新一行記錄：

update操作時，數據庫的操作過程是先delete后insert，被刪除的行空間不會立刻釋放，vacuum操作時會釋放。

讀操作

· Reading Heap Tuples：

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