在執行 initdb 的時候會初始化一個目錄，通常我們都會在系統配置相關的環境變數 $PGDATA 來表示，初始化完成後，會在這個目錄生成相關的子目錄以及一些檔案。在 postgresql 中，tablespace 的概念並不同於其他關係型資料庫，這裡一個 tablespace 對應的都是一個目錄。如下圖就是 PG 的物理結構。

檔案和目錄相關作用描述

files	description
PG_VERSION	包含 postgresql 主版本號的檔案
pg_hba.conf	控制 postgresql 客戶端驗證的檔案
pg_ident.conf	控制 postgresql 使用者名稱對映的檔案<br/>配置作業系統使用者和資料庫伺服器上的使用者名稱的對映
postgresql.conf	配置引數檔案
postgresql.auto.conf	用於儲存在 ALTER SYSTEM（版本9.4或更高版本）中設定的配置引數的檔案
postmaster.opts	記錄伺服器最後一次啟動時使用的命令列引數
postmaster.pid	伴隨資料庫伺服器一同啟動，記錄資料庫伺服器程式編號、PGDATA、埠等資訊的檔案
subdirectories	description
base/	包含每個資料庫子目錄的子目錄
global/	包含群集範圍的表的子目錄，例如 pg_database、pg_control
pg_commit_ts/ (Version 9.5 or later)	包含事務提交時間戳資料的子目錄。
pg_clog/ (Version 9.6 or earlier) \| pg_xact/ (Version 10 or later)	包含事務提交狀態資料的子目錄。
pg_dynshmem/ (Version 9.4 or later)	包含動態共享記憶體子系統使用的檔案的子目錄。
pg_logical/ (Version 9.4 or later)	包含邏輯複製的狀態資料的子目錄。
pg_multixact/	包含多事務狀態資料的子目錄（用於 shared row locks）
pg_notify/	包含 LISTEN / NOTIFY 狀態資料的子目錄
pg_repslot/ (Version 9.4 or later)	包含複製槽資料的子目錄
pg_serial/ (Version 9.1 or later)	包含已提交的可序列化事務資訊的子目錄
pg_snapshots/ (Version 9.2 or later)	包含匯出的快照的子目錄。 PostgreSQL 的 函式 pg_export_snapshot 在此子目錄中建立快照資訊檔案
pg_stat/	包含用於統計子系統永久檔案的子目錄
pg_stat_tmp/	包含用於統計子系統臨時檔案的子目錄
pg_subtrans/	包含子事物狀態資料的子目錄
pg_tblspc/	包含指向表空間的符號連結的子目錄
pg_twophase/	包含 prepare 事務狀態檔案的子目錄
pg_xlog/ (Version 9.6 or earlier) \ | pg_wal/ (Version 10 or later)	包含預寫日誌

database 的物理佈局設計

每個資料庫都會在 $PGDATA/base 下面生成一個子目錄，如下圖，都會一一對應。

[postgres@node1 base]$ pwd
/data/pg_data/base
[postgres@node1 base]$ ll
total 36
drwx------ 2 postgres postgres 8192 Apr 30 06:29 1(template 資料庫)
drwx------ 2 postgres postgres 8192 Apr 30 06:29 13592
drwx------ 2 postgres postgres 8192 Apr 30 06:29 13593
# 其它：16384 開始
 
[postgres@node1 pg_data]$ psql -U postgres -d postgres
psql: error: could not connect to server: could not connect to server: No such file or directory
Is the server running locally and accepting
connections on Unix domain socket "/tmp/.s.PGSQL.5432"?
[postgres@node1 pg_data]$ pg_ctl -D /data/pg_data/ start -l /tmp/logfile
waiting for server to start.... done
server started
[postgres@node1 pg_data]$ psql -U postgres -d postgres
psql (12.2)
Type "help" for help.
 
postgres=# select datname,oid from pg_database;
  datname  |  oid  
-----------+-------
 postgres  | 13593
 template1 |     1
 template0 | 13592
(3 rows)
 
postgres=#

• OID：所有資料庫物件都由各自的物件識別符號（OID）進行內部管理，它們是無符號的 4 位元組整數。資料庫的 OID 儲存在 pg_database 系統表中，可以通過如下程式碼查詢資料庫的 OID：

  SELECT oid, database
    FROM pg_database
   WHERE datname = 'mydb'

• 表空間：在 PostgreSQL 中最大的邏輯儲存單位是表空間。初始化資料庫目錄時會自動建立 pg_default 和 pg_global 兩個表空間。

  postgres=# \d
          List of relations
   Schema | Name | Type  |  Owner   
  --------+------+-------+----------
   public | a    | table | postgres
  (1 row)

• pg_global：物理檔案位置在資料目錄的 global 目錄中，它用來儲存系統表。

• pg_default：物理檔案位置在資料目錄中的 base 目錄中，是 template0 和 template1 資料庫的預設表空間。

表和索引的物理佈局設計

每個表和索引如果不超過 1G 大小，都用一個檔案儲存，新建立的表檔案以表的OID命名，對於超出的檔案，會自動將其切分為多個檔案，用 OID.\<順序號\> 來命名。另外還有一個 relfilenode，這個值不會總是匹配 OID，在發生 truncate、reindex、cluster 等相關的操作時，會發生變化。見如下示例：

可以看到開始 oid 和 relfilenode 是一樣的，truncate 後，relfilenode 發生了變化.

postgres=# create table a(id int);
CREATE TABLE
postgres=# SELECT relname, oid, relfilenode FROM pg_class WHERE relname = 'a';
 relname |  oid  | relfilenode 
---------+-------+-------------
 a       | 16385 |       16385
(1 row)
 
postgres=# truncate table a;
TRUNCATE TABLE
postgres=# SELECT relname, oid, relfilenode FROM pg_class WHERE relname = 'a';
 relname |  oid  | relfilenode 
---------+-------+-------------
 a       | 16385 |       16388
(1 row)
 
postgres=# SELECT pg_relation_filepath('a');
 pg_relation_filepath 
----------------------
 base/14187/16388
(1 row)
 
postgres=#

如果資料資料檔案超過1GB，那麼就會新生成一個檔案，如下：

$ ls -la -h base/14187/16388*
-rw------- 1 postgres postgres 1.0G  Apr  21 11:16 base/14187/16388
-rw------- 1 postgres postgres  45M  Apr  21 11:20 base/14187/16388.1

注意：表和索引的檔案大小的限制可以在編譯的時候通過--with-segsize設定

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