【赵渝强老师】PostgreSQL的逻辑存储结构

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB PostgreSQL 版,标准版 2核4GB 50GB
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,通用型 2核8GB 50GB
简介: PostgreSQL的逻辑存储结构包括数据库集群、数据库、表空间、段、区、块等。每个对象都有唯一的对象标识符OID,并存储于相应的系统目录表中。集群由单个服务器实例管理,包含多个数据库、用户及对象。表空间是数据库的逻辑存储单元,用于组织逻辑相关的数据结构。段是分配给表、索引等逻辑结构的空间集合,区是段的基本组成单位,而块则是最小的逻辑存储单位。

b164.png

PostgreSQL的逻辑存储结构主要是指数据库中的各种数据库对象,包括:数据库集群、数据库、表、索引、视图等等。所有数据库对象都有各自的对象标识符oid(object identifiers),它是一个无符号的四字节整数,相关对象的oid都存放在相关的系统目录表中,比如数据库的oid和表的oid分别存放在pg_database,pg_class表中。下图展示了PostgreSQL数据库的逻辑存储结构。

image.png


视频讲解如下:


下面对PostgreSQL数据库中的各种数据库对象进行说明。


  • 数据库集群-Database Cluster


它也叫数据库集簇,是指由单个PostgreSQL数据库服务器实例管理的所有数据库集合。组成数据库集群的这些数据库使用相同的全局配置文件和监听端口、共用数据库的后台进程和内存结构。一个数据库集群可以包括:多个数据库、多个用户以及数据库中的所有对象。


  • 数据库-Database


在PostgreSQL中,数据库本身也是数据库对象。不同的数据库在逻辑上彼此分离,除数据库之外的其他数据库对象(例如:表、索引等等)都属于它们各自的数据库。


  • 表空间-Tablespace


数据库在逻辑上分成多个存储单元,该单元称作表空间。表空间用作把逻辑上相关的数据结构放在一起。数据库逻辑上是由一个或多个表空间组成。在数据库初始化的时候,会自动创建pg_default和pg_global两个表空间。其中:


pg_global:该表空间用于存放系统表。

pg_default:创建表时的默认表空间,该表空间的物理文件存储在数据目录中的base目录中,如:/home/postgres/training/pgsql/data/base。


  • 段-Segment


一个段是分配给一个逻辑结构,如:一个表、一个索引或其他对象的一组区,它是数据库对象使用空间的集合。段可以有表段、索引段、回滚段、临时段和高速缓存段等,而最常用的段就是表段和索引段。


  • 区-Extent


区是数据库存储空间分配的一个逻辑单位,它由连续数据块所组成。一个段是由一个或多个磁盘盘区组成。当一段中间所有空间已完全使用,PostgreSQL会自动为该段分配一个新的磁盘盘区范围。


  • 块-Block(Page)


数据块是PostgreSQL 管理数据文件中存储空间的单位,为数据库使用的I/O的最小单位。数据库是最小的逻辑存储单位,其默认值8K。通过参数block_size可以查看当前数据库的数据块大小。


postgres=# show block_size;
 block_size 
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