开个新坑，简单写一写PostgreSQL中的元组管理。

对于整个存储架构，各种PostgreSQL的相关书籍已经介绍的很详细了，这里也就不再重复造轮子了。下面我们主要基于面向对象（大雾），来看看元组这个对象，有哪些成员变量，又有哪些成员函数

元组(Tuple)是PostgreSQL中数据的基本存储单元，Page又是存储元组的基本载体，所以这第一篇我们先来看一下Page的结构

Page的结构

Page的结构可以简单看下图所示

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page的默认大小为8k。每个页面的起始位置有大小为24个字节的PageHeader，记录该page相关的元数据信息。PageHeader中的pd_lower和pd_upper分别指向了页面空闲空间的首尾。

这里每一个tuple存储一条数据记录，从数据页底部开始向前依次存储。这些元组在页面中的位置存储在行指针line pointer中，每个行指针指向一个tuple。行指针从前向后依次存储，形成一个简单的数据。行指针中还存放了元组的状态和大小信息，扮演元组在页面中的索引的角色。行指针和tuple中间的部分为页面的空闲空间。

我们首先来看看PageHeader存储了什么元数据

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typedef struct PageHeaderData
{
    PageXLogRecPtr  pd_lsn;
    uint16          pd_checksum;
    uint16          pd_flags;
    LocationIndex   pd_lower;
    LocationIndex   pd_upper;
    LocationIndex   pd_special;
    uint16          pd_pagesize_version;
    TransactionId   pd_prune_xid;
    ItemIdData      pd_linp[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER];
} PageHeaderData;

  • pd_lsn，记录了该页面最后一次更改的WAL log的lsn

  • pg_checksum，页面校验和

  • pd_flags，页面的标记为，包括以下标记

    • PD_HAS_FREE_LINES，页面中是否有unused line pointer. 这个unused的概念我们之后在看到line pointer时会介绍
    • PD_PAGE_FULL，页面是否有足够的空闲空间给新的tuple
    • PD_ALL_VISIBLE，页面中的所有元组是否对当前和之后的所有事务可见

  • pd_lower，指向空闲空间的起始位置

  • pd_upper，指向空闲空间的结束位置

  • pd_special，指向特殊空间的起始位置

  • pd_pagesize_version，页面布局的版本号

  • pd_prune_xid，用于页面元组清理时的标记位，记录了最旧的可清理的事务号。没有则为0

  • pg_linp，页面行指针数组

页面的行指针结构

行指针是一个32位大小的索引结构，如下：

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typedef struct ItemIdData
{
    unsigned    lp_off:15,
                lp_flags:2,
                lp_len:15;
} ItemIdData;

  • lp_off，记录了tuple在页面中的offset

  • lp_len，记录了tuple的size

  • lp_flags，是一个tuple状态的简单标记，方便在扫描元组时做一个初步筛选，有以下几个标记

    • LP_UNUSED，元组未使用，可以立刻被重用
    • LP_NORMAL，元组状态正常
    • LP_REDIRECT，元组被重定向了。用于PG的HOT链的头部和中间元组
    • LP_DEAD，元组已死，但空间可能还没有回收