PgSQL 存储结构

存储结构一般分为逻辑存储结构和物理存储结构。

逻辑存储结构通常指表、索引、视图、函数等逻辑对象

物理存储结构表示数据库在物理层面上是如何存储的，目前PostgreSQL数据库是运行在文件系统之上的

逻辑存储结构

逻辑对象是有层次关系的，数据库创建后，有一个叫数据库簇的概念，在数据库簇中可以创建很多数据库（使用create database创建），也就是说，数据库簇相当于是一个数据库的容器。

软件目录结构

二进制安装的PostgreSQL软件是在/usr/pgsql-（main_version是主版本号，如/usr/pgsql-12）下编译安装的，PostgreSQL软件通常安装在“/usr/local”目录下，当然也可以安装在其他目录下，其软件的目录结构如图7-4所示。

物理存储结构

般使用环境变量PGDATA指向数据目录的根目录。该目录是在安装时指定的，所以在安装时需要指定一个合适的目录作为数据目录的根目录，而且每一个数据库实例都需要一个根目录。目录的初使化是使用initdb来完成的，初始化完成后，数据根目录下就会生成以下6个配置文件。

·postgresql.conf：此数据库实例的主配置文件，基本上所有的配置参数都在此文件中。

·postgresql.auto.conf：使用ALTER SYSTEM修改的配置参数存储在该文件中（PostgreSQL 9.4及更高版本）。

·pg_hba.conf：认证配置文件，用于配置允许哪些IP的主机访问数据库、认证的方法是什么等信息。

·pg_ident.conf：ident认证方式的用户映射文件。

·PG_VERSION：存储PostgreSQL主版本号。

·postmaster.opts：记录服务器上次启动的命令行参数。

·base：默认表空间的目录。

·global：一些共享系统表的目录。

·log：程序日志目录，在查询一些系统错误时可查看此目录下的日志文件。在10版本之前此目录是“pg_log”。

·pg_commit_ts：视图提交的时间戳数据（PostgreSQL 9.5及更高版本）。

·pg_dynshmem：动态共享内存子系统使用的文件（PostgreSQL 9.4及更高版本）。

·pg_logical：逻辑复制的状态数据（PostgreSQL 9.4及更高版本）。

·pg_multixact：多事务状态数据。

·pg_notify：LISTEN/NOTIFY状态数据。

·pg_repslot：复制槽数据（PostgreSQL 9.4及更高版本）。

·pg_serial：已提交的可串行化事务相关信息（PostgreSQL 9.1及更高版本）。

·pg_snapshot：PostgreSQL函数“pg_export_snapshot”导出的快照信息文件（PostgreSQL 9.2及更高版本）。

·pg_stat：统计子系统的永久文件。

·pg_stat_tmp：统计子系统的永久文件。

·pg_subtrans：子事务状态数据。

·pg_tblsp：存储了指向各个用户自建表空间实际目录的链接文件。

·pg_twophase：使用两阶段提交功能时分布式事务的存储目录。

·pg_wal：WAL日志的目录，在PostgreSQL 10版本之前此目录是“pg_xlog”。

·pg_xact：Commit Log的目录，在PostgreSQL 10版本之前此目录是“pg_clog”。

在默认表空间的base目录下有很多子目录，这些子目录的名称与相应数据库的OID相同。

select oid, datname from pg_database;
  oid  |  datname
-------+-----------
 12937 | postgres
 16384 | osdba
     1 | template1
 12936 | template0
(4 rows)

例如上面的内容中“osdba”数据库的oid为16384，则它对应的子目录名称就是16384。在16384目录下，存放着“osdba”这个数据库的表、索引等数据文件。

每个表或索引都会分配一个文件号relfilenode，数据文件格式则以“<relfilenode>[.顺序号]”命名，每个文件最大为1GB，当表或索引的内容大于1GB时，就会从1开始生成顺序号。所以一张表的数据文件的路径为：`

<默认表空间的目录>/<database oid> /<relfilenode>[.顺序号]

而一张表或索引的“relfilenode”是记录在系统表pg_class的relfilenode字段中的。如果要查询数据库“osdba”中表“test01”的数据文件，根据前面已经查出的数据库“osdba”的oid（为16384）来查，假设表“test01”是在默认表空间下的，那么查询这张表的relfilenode的命令如下：

osdba=# select relnamespace, relname, relfilenode from pg_class where relname='test01';
 relnamespace | relname | relfilenode
--------------+---------+-------------
         2200 | test01  |       33103
(1 row)

可以看出这个表的relfilenode为“33103”，则这张表的数据文件为“$PGDATA/base/16384/33103”：

表空间的目录

前面讲解了表的数据文件在默认表空间下是如何存储的。对于用户创建的表空间，相当于一个对应的目录，在创建完一个表空间后，会在表空间的根目录下生成带有“Catalog version”的子目录，示例如下：

CREATE TABLESPACE tbs01 LOCATION '/home/osdba/tbs01';

此时，在表空间的根目录下会生成一个子目录名“PG_12_201909212”：

子目录“PG_12_201909212”中的“12”代表大版本，而“201909212”就是“Catalog version”，“Catalog version”可以由pg_controldata命令查询出来：

osdba-mac:~ osdba$ pg_controldata |grep "Catalog version number"
Catalog version number:               201909212

在“PG_12_201909212”子目录下，又会有一些子目录，这些子目录的名称就是数据库的oid。

所以对于用户创建的表空间，表和索引存储数据文件的目录名为：

<表空间的根目录>/< Catalog version 目录>/<database oid> /<relfilenode>[.顺序号]