哈希索引（PostgreSQL 14 Internals翻译版）

概览

哈希索引提供了根据特定索引键快速查找tuple ID (TID)的功能。粗略地说，它只是一个存储在磁盘上的哈希表。哈希索引唯一支持的操作是根据相等条件进行搜索。

当一个值插入到索引中时，将计算索引键的哈希函数。PostgreSQL哈希函数返回32位或64位整数;这些值中最低的几个位用作相应桶的编号。将TID和键的哈希码添加到所选的桶中。键本身不存储在索引中，因为这样处理固定长度的小值更方便。

索引的哈希表是动态扩展的。桶的最小数量是两个。随着索引元组数量的增长，其中一个存储桶被分成两个。该操作使用了多一位哈希码，因此元素仅在拆分产生的两个桶之间重新分布;哈希表的其他桶的组成保持不变。

索引搜索操作计算索引键和对应桶号的哈希函数。在所有桶内容中，搜索将只返回那些与键的哈希码对应的TID。由于bucket元素是按键的哈希码排序的，因此二进制搜索可以非常有效地返回匹配的TID。

由于键不存储在哈希表中，因此索引访问方法可能会由于哈希冲突而返回冗余的tid。因此，索引引擎必须重新检查访问方法获取的所有结果。出于同样的原因，不支持仅索引扫描。

页面布局

与常规哈希表不同，哈希索引存储在磁盘上。因此，必须将所有数据安排到页中，最好是这样一种方式，即索引操作(搜索、插入、删除)需要访问尽可能少的页。

哈希索引使用四种类型的页面：

• metapage—提供索引“目录”的页零
• bucket pages—索引的主要页面，每个bucket一个
• overflow pages—当主桶页不能容纳所有元素时使用的附加页
• bitmap pages—包含位数组的页面，用于跟踪已被释放并可被重用的溢出页面

我们可以使用pageinspect扩展查看索引页。

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