PG的物理结构

PG的物理结构

http://ke.sandata.com.cn/course/26/task/379/show

1 数据库的体系架构分解

PostgreSQL体系架构之物理结构
Oracle
mysql
Greenplum
redis
体系架构：
逻辑结构
物理结构
进程结构
内存结构
PG的物理结构：
ORACLE的物理结构：
相关的问题（参数文件 控制文件 密码文件 数据文件|数据 UNDO TEMP REDO）

2 PG的物理结构

本质上都是PG的相关一些文件

1. DATABASE CLUSTER 数据库集簇–多个数据库的集合
2. BASE目录（包含一系列子目录和文件）

-bash-4.2$ tree -L 1 -d /pgdata/10/data
/pgdata/10/data                       --数据目录
├── base                              --表和索引文件存放目录
├── global                            --影响全局的系统表存放目录
├── pg_commit_ts                      --事务提交时间戳数据存放目录
├── pg_dynshmem                       --被动态共享所使用的文件存放目录
├── pg_logical                        --用于逻辑复制的状态数据
├── pg_multixact                      --多事务状态的数据
├── pg_notify                         --LISTEN/NOTIFY状态的数据
├── pg_replslot                       --复制槽数据存放目录
├── pg_serial                         --已提交的可序列化信息存放目录
├── pg_snapshots                      --快照
├── pg_stat                           --统计信息
├── pg_stat_tmp                       --统计信息子系统临时文件
├── pg_subtrans                       --子事务状态数据
├── pg_tblspc                         --表空间
├── pg_twophase                       --预备事务状态文件
├── pg_wal                            --事务日志（预写日志）
└── pg_xact                           --日志提交状态的数据存放目录

文件和目录相关作用描述

files	description
PG_VERSION	包含postgresql主版本号的文件
pg_hba.conf	控制postgresql客户端验证的文件
pg_ident.conf	控制postgresql用户名映射的文件
postgresql.conf	配置参数文件
postgresql.auto.conf	用于存储在ALTER SYSTEM（版本9.4或更高版本）中设置的配置参数的文件
postmaster.opts	记录服务端上一次启动的命令行选项
subdirectories	description
base/	包含每个数据库子目录的子目录
global/	包含群集范围表的子目录，例如pg_database和pg_control
pg_commit_ts/	包含事务提交时间戳数据的子目录。 9.5版本以后
pg_clog/ (Version 9.6 or earlier)	包含事务提交状态数据的子目录。它在版本10中重命名为pg_xact. CLOG将在5.4章节中详解。.
pg_dynshmem/	包含动态共享内存子系统使用的文件的子目录。9.4版本以后
pg_logical/	包含逻辑解码的状态数据的子目录。9.4版本以后
pg_multixact/	包含多事务状态数据的子目录（用于 shared row locks）
pg_notify/	包含LISTEN / NOTIFY状态数据的子目录
pg_repslot/	包含复制槽数据的子目录（9.1版本以后）
pg_serial/	包含有关已提交的序列化事务（9.1版本以后）信息的子目录
pg_snapshots/	包含导出快照的子目录（9.2版本以后）。 PostgreSQL的函数pg_export_snapshot在此子目录中创建快照信息文件
pg_stat/	包含统计子系统永久文件的子目录
pg_stat_tmp/	包含统计子系统临时文件的子目录
pg_subtrans/	包含子事物状态数据的子目录
pg_tblspc/	表空间符号链接目录
pg_twophase/	包含prepare事务的状态文件
pg_wal/ (Version 10 or later)	包含WAL（Write Ahead Logging）段文件的子目录。在版本10中从pg_xlog重命名而来.
pg_xact/ (Version 10 or later)	包含事务提交状态数据的子目录。在版本10中从pg_clog重命名而来.CLOG将在5.4章节中详解
pg_xlog/ (Version 9.6 or earlier)	包含WAL（Write Ahead Logging）段文件的子目录。在版本10中重命名为pg_

重要一些文件

pg_hba.conf 控制PG客户端认证文件
主机 数据库 用户 ip地址 认证方式
pg_ident.conf 控制PG用户名映射的文件
配置操作系统用户和数据库服务器上的用户映射
postgresql.conf 控制PG数据库的参数文件
PG_VERSION 存放PG的主版本号的文件
postgresql.auto.conf 存储使用alter system 修改的配置文件（9.4以后）
postmaster.opts 记录服务器上一次启动的命令行选项
postmaster.pid 伴随数据库服务一起启动，数据数据库进程编号，PGDATA端口等

数据库有两个基础的对象 一个是oid，一个是表空间。
oid是数据库对象的标识。
表空间实际上是文件系统中的一个位置链接，即一个目录,它是一个逻辑上的概念，目录是它的物理存在方式。数据库中创建的对象（表、索引、数据库对象）都保存在表空间中。postgresql初始化完成后，会有两个默认的表空间，一个是pg_default，如果用户建表时没有指定表空间，所有新建的表都会放在pg_default中，另一个是pg_global,存放的是整个实例数据库所共享的系统表。

2.1 base的物理布局设计

每个数据库都会在$PGDATA/base下面生成一个子目录，如下图，都会一一对应。

[root@yanwei base]# ls -ltr
total 48
drwx------. 2 postgre postgre 8192 Jan 28  2019 13211
drwx------. 2 postgre postgre 8192 May 12 23:07 13212
drwx------. 2 postgre postgre 8192 May 12 23:07 1
drwx------  2 postgre postgre 8192 May 12 23:07 16387


postgre=# select datname,oid from pg_database; 
  datname  |  oid  
-----------+-------
 postgres  | 13212
 postgre   | 16387
 template1 |     1
 template0 | 13211
(4 rows)

表空间跟数据库关系
在Oracle数据库中；一个表空间只属于一个数据库使用；而一个数据库可以拥有多个表空间。属于"一对多"的关系
在PostgreSQL集群中；一个表空间可以让多个数据库使用；而一个数据库可以使用多个表空间。属于"多对多"的关系。

系统自带表空间
表空间pg_default是用来存储系统目录对象、用户表、用户表index、和临时表、临时表index、内部临时表的默认空间。对应存储目录$PADATA/base/表空间p{g}_{g}lobal用来存放系统字典表；对应存储目录$PADATA/global/

2.2 表和索引的物理布局设计

每一个表和索引如果不超过1G大小，都只有一个文件。表和索引也有和数据库一样的OID，另外还有一个relfilenode,这个值不会总是匹配OID，在发生一truncate,reindex,cluster等相关的操作，会发生变化，见如下示例：

可以看到开始oid和relfilenode是一样的，truncate后，relfilenode发生了变化.

[postgre@yanwei 24581