Postgresql 页结构

一般来说，数据表数据物理存储在非易失性存储设备上面，PG也不例外。如下图所示，数据表中的数据存储在N个数据文件中，每个数据文件有N个Page（大小默认为8K，可在编译安装时指定）组成。Page为PG的最小存取单元。

数据页（Page）

数据页Page由页头、数据指针数组（ItemIdData）、可使用的空闲空间（Free Space）、实际数据（Items）和特殊空间（Special Space）组成。

• 页头存储LSN号、校验位等元数据信息，占用24Bytes。
• 数据指针数组存储指向实际数据的指针，数组中的元素ItemId可理解为相应数据行在Page中的实际开始偏移，数据行指针ItemID由三部分组成，前15位为Page内偏移，中间2位为标志，后面15位为长度。
• 空闲空间为未使用可分配的空间，ItemID从空闲空间的头部开始分配，Item（数据行）从空闲空间的尾部开始。 - 实际数据为数据的行数据（每种数据类型的存储格式后续再解析）。
• 特殊空间用于存储索引访问使用的数据，不同的访问方法数据不同。

pageinspect

pageinspect 是pg提供的一个插件，可以将页面的结构信息进行查看和分析。

CREATE EXTENSION pageinspect;

在使用之前要先安装该插件:

查看page header信息

通过上图中的lower信息可以推算出该page中现有多少tuple(并不是查询表显示的数量，可能远大于它们的数量，因为数据的更新和删除的tuple不会立刻的清除，还可能被新插入的数据再次复用)，page的每页有24bytes的页头西信息，每个item的指针是4bytes，那么（lower - 24)/4 就是tuple的数量；可以简单的验证下： (60 - 24)/4 = 9; 如下图所示：

向表中插入一条新的数据：INSERT INTO t1 VALUES(2,2); insert前： insert后： 通过上图可以看出数据新插入的数据的item新分配的，并且每行数据之间的便宜量是32bytes 「16096 - 16064」

查看page item信息

SELECT * FROM heap_page_items(get_raw_page('t1',0)); (t1是表名，0是页面号)

通过上图可知数据的顺序插入和lp_off之间的关系,并且可以看出数据存储是从页尾开始的

item从前往后写,tuple从后往前写,lower和upper相遇，那这个页就写完了。 item描述tuple的位置和长度.每次插入新item ,最多是从lower下一个字节开始，或者使用已有空闲的item.

vaccum 数据表

通过vaccum前后的结果可以可看出，在清理之后数据的指针没有回收，但页头重新做了标记，如下图：

查看page中的数据

SELECT get_raw_page::text FROM get_raw_page('t1', 0);

通过上面的两个图更清晰的展示出page存储的方式了，前面的是item指针，指向数据在page中的位置，后面存储的是实际的数据，中间的0表示空闲的空间。