PostgreSQL数据库结构

PG数据存储结构分为：逻辑结构和物理存储。

一、逻辑存储结构是：内部的组织和管理数据的方式【逻辑存储结构适用于不同的操作系统和硬件平台】

二、物理存储结构是：操作系统中组织和管理数据的方式。

1、逻辑存储结构

二、OID [object identifiers]对象标识符   int占4个字节

所有数据库对象都有各自的oid(object identifiers),oid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system catalog表中，比如数据库的oid和表的oid分别存放在pg_database,pg_class表中。

2.1、数据库集群-Database cluster

2.2、数据库-Database

2.3、表空间-tablespace

数据库在逻辑上分成多个存储单元，称作表空间。表空间用作把逻辑上相关的结构放在一起。数据库逻辑上是由一个或多个表空间组成。

新创建的数据库默认创建下面的表空间：

1）Catalog表空间 存放系统表信息；

2）System表空间 存放用户数据；

3）Temp表空间；

4、模式-Schema

自动创建的系统模式如下：

1）PG_CATALOG2）PG_LARGEOBJECT3）PG_TOAST4）PG_PARTITION

默认的用户模式PUBLIC。

5、段-segment

6、区-extent

7、块-block

8、数据库对象-Database object

　　1）模式对象表、索引、序列、大对象、视图、

            函数【通过函数，可以在数据库服务器端执行指令程序】

            存储过程、

          【数据类型：包括文本、任意精度的数值数组、JSON 数据、枚举类型、XML 数据】

        、触发器、包 … …

　　2）非模式对象用户、数据库

9、数据表-Table

10、索引-Index

11、序列-Sequence

12、视图-View

2、物理存储结构

在执行initdb的时候会初始化一个目录，通常我们都会在系统配置相关的环境变量$PGDATA来表示，

初始化完成后，会再这个目录生成相关的子目录以及一些文件。

在postgresql中，tablespace的概念并不同于其他关系型数据库，这里一个tablespace对应的都是一个目录。如下图就是PG的物理结构：

1、存储系统主要包括三个部分：

内存中：buffer，MemoryContext；

数据文件，临时文件；

日志文件，日志缓存。

文件和目录相关作用描述

files	description
PG_VERSION	包含 postgresql 主版本号的文件
pg_hba.conf	控制 postgresql 客户端验证的文件
pg_ident.conf	控制 postgresql 用户名映射的文件<br/>配置操作系统用户和数据库服务器上的用户名的映射
postgresql.conf	配置参数文件
postgresql.auto.conf	用于存储在 ALTER SYSTEM（版本9.4或更高版本）中设置的配置参数的文件
postmaster.opts	记录服务器最后一次启动时使用的命令行参数
postmaster.pid	伴随数据库服务器一同启动，记录数据库服务器进程编号、PGDATA、端口等信息的文件
subdirectories	description
base/	包含每个数据库子目录的子目录
global/	包含群集范围的表的子目录，例如 pg_database、pg_control
pg_commit_ts/ (Version 9.5 or later)	包含事务提交时间戳数据的子目录。
pg_clog/ (Version 9.6 or earlier) \| pg_xact/ (Version 10 or later)	包含事务提交状态数据的子目录。
pg_dynshmem/ (Version 9.4 or later)	包含动态共享内存子系统使用的文件的子目录。
pg_logical/ (Version 9.4 or later)	包含逻辑复制的状态数据的子目录。
pg_multixact/	包含多事务状态数据的子目录（用于 shared row locks）
pg_notify/	包含 LISTEN / NOTIFY 状态数据的子目录
pg_repslot/ (Version 9.4 or later)	包含复制槽数据的子目录
pg_serial/ (Version 9.1 or later)	包含已提交的可序列化事务信息的子目录
pg_snapshots/ (Version 9.2 or later)	包含导出的快照的子目录。 PostgreSQL 的 函数 pg_export_snapshot 在此子目录中创建快照信息文件
pg_stat/	包含用于统计子系统永久文件的子目录
pg_stat_tmp/	包含用于统计子系统临时文件的子目录
pg_subtrans/	包含子事物状态数据的子目录
pg_tblspc/	包含指向表空间的符号链接的子目录
pg_twophase/	包含 prepare 事务状态文件的子目录
pg_xlog/ (Version 9.6 or earlier) \ | pg_wal/ (Version 10 or later)	包含预写日志

3、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.dbfSystem表空间 – Udatabasename.dbfTemp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。

4、PGSQL里面的数据类型

3，PostgreSQL 存储引擎 Heap 具体特性

PostgreSQL 的存储引擎 Heap 和 MySQL 的 InnoDB 都完全遵循ACID，使用的是行级锁。

4，围绕 JSON/JSONB 的全文检索功能以及 12.x 中的 JSON/JSONB Path

JSON 和 JSONB 的区别在于：

（1） JSON 类型以 JSON 格式存储文本数据，在查询的时候需要先做内容解析，然后进行查询。所以写入快、查询慢。

（2）JSONB 类型以 JSON 格式的二进制形式存储数据，在插入的时候需要做文本解析，查询的时候并不需要做解析，因此写入慢，查询快。

而对 JSON/JSONB 涉及到内容包括，下面的内容对对一条数据的一个简单例子：建表、新建数据、查询、模糊查询、数据更新。

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