73.1. 数据库文件布局#

本节描述了文件和目录级别的存储格式。

传统上，数据库集群使用的配置和数据文件存储在集群的数据目录中，通常称为PGDATA（以可用于定义它的环境变量的名称命名）。PGDATA的常见位置是/var/lib/pgsql/data。由不同服务器实例管理的多个集群可以在同一台机器上存在。

如表 73.1所示，PGDATA目录包含多个子目录和控制文件。除了这些必需项之外，集群配置文件postgresql.conf、pg_hba.conf和pg_ident.conf通常存储在PGDATA中，尽管可以将它们放在其他位置。

表 73.1.PGDATA的内容

项	描述
PG_VERSION	包含 PostgreSQL 主要版本号的文件
base	包含每个数据库子目录的子目录
current_logfiles	记录当前由日志收集器写入的日志文件的文件
global	包含集群范围表的子目录，例如 pg_database
pg_commit_ts	包含事务提交时间戳数据的子目录
pg_dynshmem	包含动态共享内存子系统使用的文件的子目录
pg_logical	包含逻辑解码状态数据的子目录
pg_multixact	包含多事务状态数据（用于共享行锁）的子目录
pg_notify	包含 LISTEN/NOTIFY 状态数据的子目录
pg_replslot	包含复制槽数据的子目录
pg_serial	包含已提交的可序列化事务信息的子目录
pg_snapshots	包含导出快照的子目录
pg_stat	包含统计子系统的永久文件的子目录
pg_stat_tmp	包含统计子系统临时文件的子目录
pg_subtrans	包含子事务状态数据的子目录
pg_tblspc	包含指向表空间的符号链接的子目录
pg_twophase	包含已准备事务状态文件的子目录
pg_wal	包含 WAL（预写式日志）文件的子目录
pg_xact	包含事务提交状态数据的子目录
postgresql.auto.conf	用于存储由 ALTER SYSTEM 设置的配置参数的文件
postmaster.opts	记录服务器上次启动时使用的命令行选项的文件
postmaster.pid	记录当前后端进程 ID (PID)、集群数据目录路径、后端进程启动时间戳、端口号、Unix 域套接字目录路径（可能为空）、第一个有效的 listen_address（IP 地址或 *，如果未在 TCP 上侦听则为空）和共享内存段 ID 的锁定文件（服务器关闭后此文件不存在）

集群中每个数据库在PGDATA``/base中都有一个子目录，其名称以pg_database中数据库的 OID 命名。此子目录是数据库文件的默认位置；特别是，其系统目录存储在此处。

请注意，以下部分描述了内置heap表访问方法和内置索引访问方法的行为。由于PostgreSQL的可扩展性，其他访问方法可能工作方式不同。

每个表和索引存储在单独的文件中。对于普通关系，这些文件以表或索引的文件节点编号命名，该编号可以在pg_class.relfilenode中找到。但对于临时关系，文件名采用t*BBB*_*FFF*的形式，其中*BBB是创建该文件的后端的 ID，FFF是文件节点编号。在任何一种情况下，除了主文件（又称主分支）外，每个表和索引都有一个空闲空间映射*（请参见第 73.3 节），其中存储有关关系中可用空闲空间的信息。空闲空间映射存储在以文件节点编号加上后缀_fsm命名文件中。表还具有可见性映射，存储在具有后缀_vm的分支中，以跟踪已知不包含无效元组的页面。可见性映射在第 73.4 节中进一步描述。未记录的表和索引具有第三个分支，称为初始化分支，该分支存储在具有后缀_init的分支中（请参见第 73.5 节）。

警告

请注意，虽然表的 filenode 通常与其 OID 匹配，但这并非必然如此；某些操作，如TRUNCATE、REINDEX、CLUSTER和某些形式的ALTER TABLE，可以在保留 OID 的同时更改 filenode。避免假设 filenode 和表 OID 相同。此外，对于包括pg_class本身的某些系统目录，pg_class.relfilenode包含零。这些目录的实际 filenode 编号存储在较低级别的数据结构中，可以使用pg_relation_filenode()函数获取。

当表或索引超过 1 GB 时，它将被划分为千兆字节大小的段。第一个段的文件名与 filenode 相同；后续段的名称为 filenode.1、filenode.2 等。此安排避免了在具有文件大小限制的平台上出现问题。（实际上，1 GB 只是默认段大小。在构建PostgreSQL时，可以使用配置选项--with-segsize调整段大小。）原则上，空闲空间映射和可见性映射分支也可能需要多个段，尽管在实践中不太可能发生这种情况。

具有可能包含大条目的列的表将具有关联的TOAST表，该表用于对表行本身中过大而无法保留的字段值进行异行存储。如果存在，pg_class.reltoastrelid从表链接到其TOAST表。有关详细信息，请参见第 73.2 节。

表和索引的内容在第 73.6 节中进一步讨论。

表空间使场景更加复杂。每个用户定义的表空间在PGDATA``/pg_tblspc目录中都有一个符号链接，该链接指向物理表空间目录（即，在表空间的CREATE TABLESPACE命令中指定的路径）。此符号链接以表空间的 OID 命名。在物理表空间目录中，有一个子目录，其名称取决于PostgreSQL服务器版本，例如PG_9.0_201008051。（使用此子目录的原因是，数据库的连续版本可以使用相同的CREATE TABLESPACE位置值而不会发生冲突。）在特定于版本的子目录中，为具有表空间中元素的每个数据库有一个子目录，以数据库的 OID 命名。表和索引存储在该目录中，使用 filenode 命名方案。无法通过pg_tblspc访问pg_default表空间，但它对应于PGDATA``/base。同样，无法通过pg_tblspc访问pg_global表空间，但它对应于PGDATA``/global。

pg_relation_filepath()函数显示任何关系的完整路径（相对于PGDATA）。它通常可作为记住上述许多规则的替代方法。但请记住，此函数仅给出关系主分支的第一个段的名称——您可能需要附加段号和/或_fsm、_vm或_init来查找与关系关联的所有文件。

临时文件（用于执行诸如对超出内存容量的数据进行排序之类的操作）在PGDATA``/base/pgsql_tmp中创建，或者在为其指定pg_default以外的表空间的情况下，在表空间目录的pgsql_tmp子目录中创建。临时文件的名称格式为pgsql_tmp*PPP*.*NNN*，其中*PPP是拥有后端的 PID，NNN*区分该后端的不同临时文件。