概述

今天本文主要從日誌檔案、引數檔案、控制檔案、資料檔案、redo日誌（WAL）、後臺程序這六個方面來介紹一下PostgreSQL的架構。

架構

PostgreSQL的主要架構如下：

一、日誌檔案

1、日誌檔案種類

1）$PGDATA/log 執行日誌(pg10之前為$PGDATA/pg_log)

2）$PGDATA/pg_wal 重做日誌(pg10之前為$PGDATA/pg_xlog)

3）$PGDATA/pg_xact 事務提交日誌(pg10之前為$PGDATA/pg_clog)

4）伺服器日誌，可以在啟動的時候指定，比如pg_ctl start -l ./alert.log

2、 執行日誌

執行日誌主要相關的引數如下，預設沒有開啟的話沒有log目錄，開啟後會自動生成。

3、事務日誌pg_xact

pg_xact是事務提交日誌，記錄了事務的元資料。預設開啟。內容一般不能直接讀。

4、 伺服器日誌

如果用pg_ctl啟動的時候沒有指定-l引數來指定伺服器日誌，錯誤可能會輸出到cmd前臺。伺服器日誌記錄了資料庫的重要資訊。

lsof或許可以過濾出在寫的日誌檔案

$lsof -c postgres| grep REG | grep -v /usr | grep -v /dev | grep -v /SYS

二、引數檔案

1、 postgresql.conf

pg的主要引數檔案，有很詳細的說明和註釋，和Oracle的pfile，MySQL的my.cnf類似。預設在$PGDATA下。很多引數修改後都需要重啟。9.6之後支援了alter system來修改，修改後的會存在$PGDATA/postgresql.auto.conf下，可以reload或者 restart來使之生效。

主要的引數如下：

2、pg_hba.conf

這個是黑白名單的設定。檔案裡有詳細的引數說明，預設引數如下：

type列有local，host，hostssl，hostnossl四種。local是本地認證

database可以是all，或者指定的資料庫

user列可以是all，或者具體的使用者

address可以是ip或者網段

method比較重要，有"trust", "reject", "md5", "password", "scram-sha-256", "gss", "sspi", "ident", "peer", "pam", "ldap", "radius" or "cert"這麼多可選。trust是免密登入；reject是黑名單拒絕；md5是加密的密碼；password是沒有加密的密碼；ident是Linux下PostgreSQL預設的local認證方式，凡是能正確登入伺服器的作業系統使用者（注：不是資料庫使用者）就能使用本使用者對映的資料庫使用者不需密碼登入資料庫

3、 pg_ident.conf

pg_ident.con是使用者對映配置檔案。結合pg_hba.connf中，method為ident可以用特定的作業系統使用者和指定的資料庫使用者登入資料庫。如下：

pg_ident.conf如下：

pg_hba.conf如下：

三、控制檔案

1、 控制檔案位置

$PGDATA/global/pg_control

控制檔案在資料庫目錄的global目錄下。控制檔案記錄了資料庫的重要資訊。

2、 檢視控制檔案

pg_controldata可以檢視控制檔案的內容

$ pg_controldata $PGDATA
pg_control version number: 1100
Catalog version number: 201809051
Database system identifier: 6684270596680436587 #dbid
Database cluster state: in production # primary
pg_control last modified: Thu 16 May 2019 02:26:37 PM CST
Latest checkpoint location: 0/48812A0
Latest checkpoint's REDO location: 0/4881268 #redo 位置
Latest checkpoint's REDO WAL file: 000000010000000000000001 #wal檔案號
Latest checkpoint's TimeLineID: 1
Latest checkpoint's PrevTimeLineID: 1
Latest checkpoint's full_page_writes: on
Latest checkpoint's NextXID: 0:572 #下一個事務id
Latest checkpoint's NextOID: 16388 #下一個OID
.....

controlfile記錄了資料庫執行的一些資訊，比如資料庫id，是否open，wal的位置，checkpoint的位置，等等。controlfile是很重要的檔案，資料庫部署和調整。

四、資料檔案

1、page

pg中，每個索引和表都是一個單獨的檔案，pg中叫做page。預設是每個大於1G的page會被分割pg_class.relfilenode.1這樣的檔案。

Page預設大小為8KB，最大32KB，一個數據塊中可存放多行的資料。塊中的結構如下圖：

塊頭記錄瞭如下資訊：

• 塊的checksum值
• 空閒空間的起始位置和結束位置
• 特殊資料的起始位置
• 其他一些資訊
• 行指標是一個32bit的數字，具體結構如下：
• 行內容的偏移量，佔15bit；
• 指標的標記，佔2bit；
• 行內容的長度，佔15bit。

行指標中表示行內容的偏移量是15bit，能表示的最大偏移量是2^15=32768,因此塊的最大大小是32768，即32KB。

2、page物理位置

page的物理位置在$PGDATA/BASE/DATABASE_OID/PG_CLASS.RELFILENODE

需要注意的是，pg_class.relfilenode類似dba_objects.data_object_id，truncate表之後relfilenode會變。對應的物理檔名字也會變。

五、WAL日誌

1、wal位置

wal在$PGDATA/pg_wal下。10之前為pg_xlog

2、wal命名格式

檔名稱為16進位制的24個字元組成，每8個字元一組，每組的意義如下

3、手動切換WAL日誌的命令

在PG10之前：

highgo=# select pg_switch_xlog();
 pg_switch_xlog 
----------------
 0/B000C48
(1 row)

在PG10之後：

highgo=# select pg_switch_wal();
 pg_switch_wal 
----------------
 0/B000C48
(1 row)

六、後臺程序

pg後臺程序說明如下：

篇幅有限，關於PG的一些體系結構內容就介紹到這了，下週會介紹一下怎麼去部署PG，然後開始我們的PG學習了，感興趣的朋友可以關注一下~

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