Database File Layout

本节从文件与目录层面描述存储格式。

传统上，数据库集群的配置文件与数据文件一同存放在集群数据目录中。该目录通常称为 PGDATA，名称来自可用于指定它的环境变量；常见位置为 /var/lib/pgsql/data。同一台机器上可以存在多个由不同服务器实例管理的集群。

PGDATA 目录包含若干子目录和控制文件，如表 66.1所示。除这些必需项之外，集簇配置文件 postgresql.conf、pg_hba.conf 和 pg_ident.conf 传统上也存放在 PGDATA 中，不过也可以把它们放在其他地方。

集群中每个数据库在 PGDATA/base 下都有一个子目录，名称为该数据库在 pg_database 中的 OID。这是数据库文件的默认存放位置，其系统目录也存储于此。

以下各节描述内置 heap 表访问方法与内置索引访问方法的行为。PostgreSQL 具有可扩展性，其他访问方法的工作方式可能不同。

每个表和索引都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，该编号可在 pg_class.relfilenode 中找到。但对于临时关系，文件名的形式为 tBBB_FFF，其中 BBB 是创建该文件的后端进程号，FFF 是文件节点编号。无论哪种情况，除了主文件（也称主分支）之外，每个表和索引还有一个空闲空间映射（见第 66.3 节），用于存储该关系可用空闲空间的信息。空闲空间映射存放在以文件节点编号加上 _fsm 后缀命名的文件中。表还拥有可见性映射，存放在带有 _vm 后缀的分支中，用于跟踪哪些页面已知不含死元组。可见性映射在第 66.4 节中有进一步说明。不记录 WAL 的表和索引还有第三个分支，称为初始化分支，存放在带有 _init 后缀的分支中（见第 66.5 节）。

表或索引超过 1 GB 时，会拆分为以 GB 为单位的分段。第一个分段的文件名与 filenode 相同，之后依次为 filenode.1、filenode.2 等。这可避免某些平台的文件大小限制。1 GB 只是默认分段大小，可在编译 PostgreSQL 时通过 --with-segsize 配置选项调整。空闲空间映射和可见性映射分叉原则上也可能需要多个分段，但实践中很少发生。

如果一个表包含可能具有很大条目的列，它就会有关联的 TOAST 表，用于对那些大到无法直接保存在表行中的字段值进行行外存储。pg_class.reltoastrelid 会把该表关联到其 TOAST 表（如果存在的话）。更多信息见第 66.2 节。

表和索引的内容将在第 66.6 节中进一步讨论。

表空间会使上述情况更复杂。每个用户定义的表空间都在 PGDATA/pg_tblspc 下有一个符号链接，指向实际表空间目录，即 CREATE TABLESPACE 中指定的位置，链接名为表空间的 OID。实际目录中还有一个依赖 PostgreSQL 服务器版本命名的子目录，例如 PG_9.0_201008051，以便不同数据库版本可以共用同一个 CREATE TABLESPACE 位置而不冲突。版本子目录下，再为每个在此表空间中存储对象的数据库创建以其 OID 命名的子目录；表和索引使用 filenode 命名方案存放于此。pg_default 不通过 pg_tblspc 访问，而是对应 PGDATA/base；同样，pg_global 对应 PGDATA/global。

pg_relation_filepath() 给出任意关系相对于 PGDATA 的完整路径，通常可替代记忆上述多条规则。但该函数仅返回关系主分叉第一个分段的文件名；要找到该关系的全部文件，可能还需追加分段号和／或 _fsm、_vm、_init 后缀。

临时文件用于排序等无法完全放入内存的操作，创建于 PGDATA/base/pgsql_tmp。如果指定使用 pg_default 以外的表空间，则位于该表空间目录的 pgsql_tmp 子目录中。文件名形如 pgsql_tmpPPP.NNN，PPP 为所属后端的 PID，NNN 用来区分同一后端的不同临时文件。