超详细的PG数据存储结构：逻辑结构和物理存储总结

IAM的结构与GAM页类似,除IAM头外,剩下空间的每一位(bit)均对应着一个与IAM相关的Extent。若某bit位为1，则表明该bit位所关联的Extent已被分配给该IAM,反之未被分配。若一个IAM页面大小为8K,则除IAM头(64 bytes)外,一个IAM页面所能覆盖的文件范围是: (81024-64)8(88K),约4GB空间。

但与GAM也不同之处在于:IAM的出现位置不固定,只在在创建数据库对象的时候才分配。

三、逻辑与物理存储关系

1、逻辑关系存在表空间;

2、表空间存在对应的数据文件中;

新创建的数据库对应的数据文件的名称:

Catalog表空间 – databasename.dbf

System表空间 – Udatabasename.dbf

Temp表空间-- Tdatabasename.dbf

• 前面加 “U” 前缀代表用户数据表空间，用于保存用户表的数据。
• 不带 U 代表 是系统表的表空间，用于保存系统表的数据。
• U 前缀的数据文件代表的表空间名为PG。
• 不带U 的数据文件代表的表空间为 CATALOG。

四、数据库文件、表空间、其他文件之间的关系

1、关系图如下：

说明：

1)每一个数据库具有一个或多个数据文件，用户存放数据库的所有数据。

2)数据库的数据文件有以下特征：

• 一个数据库文件只能与一个数据库的一个表空间相连。
• 一个表空间可以由多个数据文件组成。

3)数据库对象与文件关系：

• 数据库对象放到表空间中。
• 表空间有多个数据文件。
• 表空间中有多个数据库对象。

4)数据库对象逻辑上是存储在表空间中，物理上是存储在与表空间相关联的数据文件中。

2、数据库包含的文件种类：

1)数据库文件：data/DB

数据库对象，如：数据库、表，索引，序列等对象。

2)控制文件：data/CTL

用来记录数据库集群的状态信息，如：版本信息、集群所管理的各种文件信息、检查点信息、事务状态信息等。

3)日志文件：data/REDOLOG

记录数据修改操作的日志，用于系统发生故障时进行数据恢复。

4)临时文件：data/DB

存放数据库进行计算的过程中，生成的各种中间对象，如排序运算的外存归并单元。

5)参数文件：data目录下

五、Postgresql 底层存储管理方式：

Postgresql的每个数据库均存放在一个目录中，以db_oid命名，该目录中存放每个表对应的文件，文件名以该数据表对应的relfilenode_oid命名。当表中的数据量足够大，导致表文件的大小大于1GB的时候，postgresql会自动创建新的文件用于存放新插入的数据。新文件的名称为： relfilenode_iod.1, relfilenode_iod.2 等。使用该策略是为了防止在某些文件系统中，最大支持文件尺寸不能大于1GB的情形。

db_oid, relfilenode_oid可以从pg_class系统表中查询得出。

每个table对应的文件内部又按照Page的方式组织。每个Page的大小默认为8KB。所以每个数据库对应文件的Disk 分布由下图所示：

每个Page中包含Page Header以及Data段，Page Header中，pg_lower指向Free Space的起始地址，pg_upper指向Free Space的结束地址。

• Data 段中，包含有： ItemIdData 段，Free Space段， Items段 以及Special space段。
• ItemIdData 段： Array of (offset,length) pairs pointing to the actual items. 4 bytes per item.
• Free Space 段：The unallocated space. New item pointers are allocated from the start of this area, new items from the end.
• Items 段： The actual items themselves.
• Special space 段： Index access method specific data. Different methods store different data. Empty in ordinary tables.
• Item的存储是从pg_upper向pg_lower(类似堆)方向增长。ItenIdData的存储是从pg_lower向pg_upper方向增长(类似栈)。

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（编辑：温州站长网）

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