探索PostgreSQL数据存储存储之数据页

计算机
内数据访问的时间

• 从CPU L1->CPU L2->DRAM->SSD->HDD->Network Storage->Tape Archives
  不同层次的访问，访问的时间差距很大。上图的左边是每个层次的硬件访问数据的时间周期，上图的右边是不同硬件访问时间的放大，越上层访问越短，越下层访问时间越长；但是从容量上看越上层的容量越小，越下层的容量越大。

PG
磁盘数据到内存概览

• 任何传统传统数据库都会借助DRAM
  来加速数据库磁盘数据的访问。比如PG
  中的share_buffer
  ，全局为PG
  数据库中表存储的数据page
  提供缓冲空间。当用户执行查询语句的时候，首先会去查询share_buffer
  中这个数据page
  是否在缓存区中，如果在就返回page
  ;如果不在则去磁盘读取这个数据的page
  到share_buffer
  最后返回。

• 这里涉及到两个基本的结构，一个是share_buffer
  ,另外一个是page
  .下面核心会聚焦到这2个点上，了解PG
  是如何实现这些逻辑

PG
中的数据对象

• PG
  中一般会有三种对象，分别是数据库
  、表
  、索引
  .三者之间的关系如下
  

  

• PG
  中一个表一般会有三种类型的数据，一个是fsm
  文件表示当前数据表中可用的空闲空间，另外一个是vm
  文件来表示数据表中数据可见性的映射，最后一个是以oid
  来表示的数据文件.fsm
  是基于page来管理空闲空间，其采用binary-tree
  的方式进行管理。vm
  中的可见性也是基于page
  来管理。

// 创建测试表
perryn_demo=> create table email(id int,name varchar(255));
CREATE TABLE
// 查询的表的OID
perryn_demo=> select oid,relfilenode from pg_class where relname='email';
  oid  | relfilenode 
-------+-------------
 16386 |       16386
(1 row)

// 插入数据
perryn_demo=> insert into email SELECT generate_series(1,200000),repeat(chr(int4(random()*26)+65),200);
INSERT 0 190001

PG
中的Page

• PG
  中的Page
  中都有一个PageHeader
  ,其次是多个数据指针。数据的Page
  是从尾部Special
  开始写。每个Tuple
  也包含了Tuple Header
  和Tuple Data
  .
  

  

  
  

• Page
  在PG
  使用了PageHeaderData
  来表示每个Page
  的头。这里存储了每个Page
  的meta信息，PageHeaderData->pd_linp
  是一个数组质指向Page
  内的Tuple