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PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作

整体架构图

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos

共享内存区

shared_buffers ---共享缓冲区
它表示数据缓冲区中的数据块的个数,每个数据块的大小是8KB。
数据缓冲区位于数据库的共享内存中,它越大越好,不能小于128KB。
这个参数只有在启动数据库时,才能被设置。
默认值是128MB。
推荐值:1/4 主机物理内存

wal_buffers --- 日志缓存区的大小
可以降低IO,如果遇上比较多的并发短事务,应该和commit_delay一起用
存放WAL数据的内存空间大小,系统默认值是64K


私有内存区

temp_buffers---临时缓冲区
用于存放数据库会话访问临时表数据,系统默认值为8M。
可以在单独的session中对该参数进行设置,尤其是需要访问比较大的临时表时,将会有显著的性能提升。

work_mem --- 工作内存或者操作内存。
其负责内部的sort和hash操作,合适的work_mem大小能够保证这些操作在内存中进行。

maintenance_work_mem ---维护工作内存
主要是针对数据库的维护操作或者语句。
主要针对VACUUM,CREATE INDEX,ALTER TABLE ADD FOREIGN KEY等操作。
在对整个数据库进行VACUUM或者较大的index进行重建时,适当的调整该参数非常必要
postresql文档提示在启用了autoacuum功能的情况下,该参数不能配置的过大


主要进程

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_02

Postmaster进程
PG数据库的总控制进程,负责启动和关闭数据库实例,是一个指向postgres命令的链接,算是第一个postgres进程。
Postmaster的主进程,还会fork出一些辅助子进程。

BgWriter(后台写)进程
WaLWriter(预写式日志)进程
AutoVAcuum(系统自动清理)
SysLogger(系统日志)进程
PgArch(归档)进程
PgStat(统计数据收集)进程
CheckPoint(检查点)进程


进程通信-建立会话

建立会话的过程
阶段一:客户端发起请求

阶段二:该阶段由主服务postmaster进程负责
服务器是否接受客户端的host通信认证
服务器对客户端进行身份鉴别

阶段三:阶段二通过之后,主服务进程为该客户端单独fork一个客户端工作进程postgres

阶段四:客户端与postgres进程建立通信连接,由postgres进程负责后续所有的客户端请求操作,直至客户端退出后,该postgres进程消失


物理结构-数据存储方式

目录结构
默认表空间的数据文件存放在base目录
在pg_xlog保存WAL日志,只能通过软链改变它的位置

段(Segments)
每一个表和索引都存放到单独的数据文件中
文件名是表或索引的文件结点(filenode)编号
如果表或索引超过 1 GB 就会被分割为多个段
第一个段以文件结点(filenode)编号命名,第二个以及之后的段以filenode.1, filenode.2形式命名

Page(Block)和Buffer
在磁盘中称为page,内存中称为buffer
默认为8k,可以在编译时指定block_size参数改变大小

Relation:表示表或索引
Tuple(row)表中的行


目录结构

​show data_directory;||select name,setting from pg_settings where category='File Locations'; ​

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_03


​select oid,relfilenode from pg_class where relname='a';​

​select pg_relation_filepath('a'::regclass); ​


空闲空间映射(FSM)

每一个表和索引(除了哈希索引)都有一个空闲空间映射(FSM)来保持对关系中可用空间的跟踪
伴随主关系数据被存储在一个独立的关系分支中,以关系的文件节点号加上一个_fsm后缀命名
FSM文件是执行VACUUM操作时,或者是为了插入行而第一次查询FSM文件时才会创建
PostgreSQL使用了树形结构组织FSM文件
FSM可以在数据插入时快速找到满足大小要求的空闲空间,从而复用空闲空间


可见性映射(VM)

为了能加快VACUUM清理的速度和降低对系统I/O性能的影响,V8.4版本以后为每个数据文件加了一个后缀为“__vm “的文件
每一个表都有一个可见性映射(VM)用来跟踪哪些页面只包含已知对所有活动事务可见的元组,它也跟踪哪些页面只包含未被冻结的元组。
它随着主关系数据被存储在一个独立的关系分支中,以该关系的文件节点号加上一个_vm后缀命名
有了这个文件后,通过VACUUM命令扫描这个 文件时,如果发现VM文件中这个数据块上的位表示该数据块没有需要清理的行,则会跳过对这个数据块的扫描,从而加快VACUUM清理的速度。
pg_visibility模块可以被用来检查存储在可见性映射中的信息


页结构

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_客户端_04


Page Header
Page的基本信息
指向空闲空间(free space)
长为 24 bytes

ItemIdData(Row/Index Pointers)
一个记录偏移量/长度(offset/length)的数组,
指向实际的记录(rows/index entries)
每一个 item 4字节

Free Space
未分配的空间
新指针(pointers )从这个区域的开头开始分配
新的记录(rows/index entries)从结尾开始分配

Items(Row/Index Entry)
实际的记录本身

Special


逻辑结构

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_05

[root@VM-0-9-centos ~]# mkdir -p /data/dbs/
[root@VM-0-9-centos ~]# chown -R postgres.postgres /data/dbs/
[root@VM-0-9-centos ~]# chmod -R 775 /data/dbs/
[root@VM-0-9-centos ~]# su - postgres
Last login: Tue Oct 26 15:32:33 CST 2021 on pts/3
Last failed login: Tue Oct 26 15:33:34 CST 2021 on pts/3
There was 1 failed login attempt since the last successful login.
[postgres@VM-0-9-centos ~]$ mkdir /data/dbs/test_ts1

创建表空间

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_06

解决:需要提前建好表空间所在的目录,create tablespace 不会自动创建表空间所在的目录。


创建database

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_07


切换数据库

--查看当前连接的数据库

select current_catalog;

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_08

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_09


查看表空间

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_10


查看库

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_客户端_11


创建用户


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_12

授权


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_客户端_13

查看用户


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_客户端_14


登录用后创建表

1、用户enmo可以多次连接访问不同的数据库(testdb1、testdb2、testdb3);用户enmo可以在不同的数据库中创建数据库对象
2、数据库testdb可以被用户enmo1、enmo2、enmo3访问(分别在数据库中创建了一张表、插入一行数据、进行查询)。也就是说一个数据库可以被多个用户来访问。
3、当用户enmo连接到数据库testdb1上时没法访问数据库testdb2上的表


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_客户端_15

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_16


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_17


用户一次只能连接到一个数据库,没法访问其他数据库的对象

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_18


创建模式

在当前数据库testdb下创建4个模式


PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_19


查看库下有哪些模式

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_20



PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_21

在不同模式下建表

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_数据库_22

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_23


查看testdb数据库目前有哪些表

​select table_catalog, table_schema, table_name, table_type from information_schema.tables where table_schema not in ('pg_catalog', 'information_schema','dbe_perf');​

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_24


可以使用表名直接访问public的表(不需要加public模式名前缀)

访问数据库下其他模式的表需要指定模式名前缀

PG入门(4)postgreSQL体系结构和基本操作_centos_25

一个用户连接到数据库后,可以在这个数据库中创建多个模式。可以使用
DatabaseName.SchemaName.TableName
或者
SchemaName.TableName
来访问一个表。
默认情况下访问public模式下的表,可以不用添加模式名前缀。



清理

​\l​

​drop database **;​

​\du​

​drop user ***;​

​\db​

​drop tablespace ***;​



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