PostgreSQL 数据目录结构

根目录介绍

data
├── base                  # use to store database file(SELECT oid, datname FROM pg_database;)
├── global                # under global, all the filenode is hard-code(select oid,relname,relfilenode from pg_class where relfilenode=0 order by oid;)
├── pg_clog               # dir of transaction commit log
│   └── 0000
├── pg_commit_ts
├── pg_dynshmem
├── pg_hba.conf           # client authentication config file
├── pg_ident.conf         # user ident map file
├── pg_logical
│   ├── mappings
│   └── snapshots
├── pg_multixact
│   ├── members
│   │   └── 0000
│   └── offsets
│       └── 0000
├── pg_notify
│   └── 0000
├── pg_replslot
├── pg_serial
├── pg_snapshots         # dir of snapshot file
├── pg_stat
├── pg_stat_tmp          # dir of tmp stat file
│   ├── db_0.stat
│   ├── db_12407.stat
│   ├── db_16384.stat
│   └── global.stat
├── pg_subtrans
│   └── 0000
├── pg_tblspc
├── pg_twophase
├── PG_VERSION           # version file
├── pg_xlog              # dir of xlog file
│   ├── 000000010000000000000001
│   └── archive_status   # status info of xlog archive
├── postgresql.auto.conf
├── postgresql.conf      # config file of postmaster progress
├── postmaster.opts
└── postmaster.pid       # pid file of postmaster progress

global目录介绍

global名如其意，存放的文件用于存储全局的系统表信息和全局控制信息。

global下有四种文件：

1. pg_control
   用于存储全局控制信息
2. pg_filenode.map
   用于将当前目录下系统表的OID与具体文件名进行硬编码映射（每个用户创建的数据库目录下也有同名文件）。
3. pg_internal.init
   用于缓存系统表，加快系统表读取速度（每个用户创建的数据库目录下也有同名文件）。
4. 全局系统表文件
   数字命名的文件，用于存储系统表的内容。它们在pg_class里的relfilenode都为0，是靠pg_filenode.map将OID与文件硬编码映射。（注：不是所有的系统表的relfilenode都为0）

data
├── global                # under global, all the filenode is hard-code(select oid,relname,relfilenode from pg_class where relfilenode=0 order by oid;)
│   ├── 1136              # pg_pltemplate
│   ├── 1137              # pg_pltemplate_name_index
│   ├── 1213              # pg_tablespace
│   ├── 1214              # pg_shdepend
│   ├── 1232              # pg_shdepend_depender_index
│   ├── 1233              # pg_shdepend_reference_index
│   ├── 1260              # pg_authid
│   ├── 1261              # pg_auth_members
│   ├── 1262              # pg_database
│   ├── 2396              # pg_shdescription
│   ├── 2397              # pg_shdescription_o_c_index
│   ├── 2671              # pg_database_datname_index
│   ├── 2672              # pg_database_oid_index
│   ├── 2676              # pg_authid_rolname_index
│   ├── 2677              # pg_authid_oid_index
│   ├── 2694              # pg_auth_members_role_member_index
│   ├── 2695              # pg_auth_members_member_role_index
│   ├── 2697              # pg_tablespace_oid_index
│   ├── 2698              # pg_tablespace_spcname_index
│   ├── 2846              # pg_toast_2396
│   ├── 2847              # pg_toast_2396_index
│   ├── 2964              # pg_db_role_setting
│   ├── 2965              # pg_db_role_setting_databaseid_rol_index
│   ├── 2966              # pg_toast_2964
│   ├── 2967              # pg_toast_2964_index
│   ├── 3592              # pg_shseclabel
│   ├── 3593              # pg_shseclabel_object_index
│   ├── 4060              # pg_toast_3592x
│   ├── 4061              # pg_toast_3592_index
│   ├── 6000              # pg_replication_origin
│   ├── 6001              # pg_replication_origin_roiident_index
│   ├── 6002              # pg_replication_origin_roname_index
│   ├── pg_control        # global control file, use pgcheck -pc to see it.
│   ├── pg_filenode.map   # system table (oid -> filenode) mapping file, use pgcheck -pm to see it.
│   └── pg_internal.init  # system table cache file, use pgcheck -pr to see it.

base目录介绍

base目录用于存放数据库的所有实体文件。例如，我们创建的第一个库testdb的OID为16384，那么在data/base下就会产生一个名为16384的目录，用于存储testdb的数据文件。

testdb=# select oid,datname from pg_database;
  oid  |  datname
-------+-----------
 12407 | postgres
 16384 | testdb
     1 | template1
 12406 | template0
(4 rows)

base目录结构

data
├── base                  # use to store database file(SELECT oid, datname FROM pg_database;)
│   ├── 1                 # template database
│   ├── 12406             # template0 database
│   ├── 12407             # postgres database
│   └── 16384             # testdb, first user database
│   │   ├── 3600
│   │   ├── 3600_fsm
│   │   ├── 3600_vm
│   │   ├── 16385
│   │   ├── pg_filenode.map
│   │   ├── pg_internal.init
│   │   └── PG_VERSION

1. pg_filenode.map 是pg_class里relfilenode为0的系统表，OID与文件的硬编码映射。
2. pg_internal.init 是系统表的cache文件，用于加快读取。默认不存在，查询系统表后自动产生。
3. PG_VERSION 是当前数据库数据格式对应的版本号
4. 其它文件是需要到pg_class里根据OID查到对应的relfilenode来与文件名匹配的。
   例如：tab1的relfilenode是16385，那么16385这个文件就是tab1的数据文件

    testdb=# select oid,relfilenode,relname from pg_class where relname='tab1';
      oid  | relfilenode | relname
    -------+-------------+---------
     16385 |       16385 | tab1
    (1 row)

1. 空闲空间映射表
   名字以_fsm结尾的文件是数据文件对应的FSM(free space map)文件，用map方式来标识哪些block是空闲的。用一个Byte而不是bit来标识一个block。对于一个有N个字节的block，它在_fsm文件中第blknum个字节中记录的值是(31+N)/32。通过这种方式标识一个block空闲字节数。FSM中不是简单的数组，而是一个三层的树形结构。FSM文件是在需要用到它时才自动产生的。
2. 可见性映射表文件
   名字以_vm结尾的文件是数据文件对应的VM(visibility map)。PostgreSQL中在做多版本并发控制时是通过在元组头上标识“已无效”来实现删除或更新的，最后通过VACUUM功能来清理无效数据回收空闲空间。在做VACUUM时就使用VM开快速查找包含无效元组的block。VM仅是个简单的bitmap,一个bit对应一个block。

注：系统表分为全局系统表和库级系统表。
全局系统表位于global下，例如：pg_database,pg_tablespace,pg_auth_members这种存储系统级对象的表。
库级系统表位于数据库目录下，例如：pg_type,pg_proc,pg_attribute这种存储库级对象的表。
值得注意的是pg_class位于库级目录的里，但也包含全局系统表信息，因此研发或运维人员在改动全局系统表信息时需要注意。

表空间目录介绍

testdb=# select oid,* from pg_tablespace;
  oid  |  spcname   | spcowner | spcacl | spcoptions
-------+------------+----------+--------+------------
  1663 | pg_default |       10 |        |
  1664 | pg_global  |       10 |        |
 49162 | dbspace    |       10 |        |
(3 rows)

每一个Oid都在data/pg_tblspc下对应一个名为Oid的软链接文件，指向真正的space目录。

 tree ../data/pg_tblspc/
../data/pg_tblspc/
└── 49162 -> /home/postgres/postgresql-9.6.6/postgres/data/dbspace

在space目录是如何组织的呢？

testdb=# create table tab3(a int) tablespace dbspace;
CREATE TABLE

testdb=# select oid,relname,relfilenode from pg_class where relname='tab3';
  oid  | relname | relfilenode
-------+---------+-------------
 57351 | tab3    |       57351
(1 row)

 tree ../data/pg_tblspc/49162
../data/pg_tblspc/49162
└── PG_9.6_201608131
    └── 16384
        └── 57351

作者：leapking
链接：https://www.jianshu.com/p/cd8c5b988e52
来源：简书