ДОКУМЕНТАЦИЯ

Выберите версию, форк и язык для СУБД Digital Q.DataBase, чтобы прочитать или скачать всю документацию.

Новости

01.09.2026

СУБД Digital Q.DataBase можно развернуть из готового Docker-образа

25.08.2026

СУБД Digital Q.DataBase: 8 ядер бесплатно — до 1 сентября!

Документация

Диасофт
Авторские права © 2016–2025 ООО "Диасофт Экосистема"

Скачать всю документацию:

pdf (13 mБ) EPUB (13 mБ) CHM (14 МБ)

7.15.6. Структура страниц базы данных

Содержание

7.15.6.1. Структура строк таблицы

В данном разделе приводится обзор формата страниц, используемого в Digital Q.DataBase таблицах и индексах.^[16] Последовательности и TOAST таблицы форматируются так же, как обычные таблицы.

В следующем пояснении под термином байт понимается совокупность из 8 бит. Кроме того, термин элемент означает отдельное значение данных, хранящееся на странице. В таблице элемент — это строка; в индексе элемент — это запись индекса.

Каждая таблица и индекс хранятся в виде массива страниц фиксированного размера (обычно 8 КБ, хотя при компиляции сервера может быть выбран другой размер страницы). В таблице все страницы логически эквивалентны, поэтому конкретный элемент (строка) может храниться на любой странице. В индексах первая страница обычно резервируется как метастраница , содержащая управляющую информацию; при этом в индексе могут присутствовать страницы разных типов в зависимости от метода доступа к индексу.

Таблица 7.15.2 показана общая структура страницы. Каждая страница состоит из пяти частей.

Таблица 7.15.2. Общая структура страницы

Элемент	Описание
PageHeaderData	Длина составляет 24 байта. Содержит общую информацию о странице, включая указатели на свободное пространство.
ItemIdData	Массив идентификаторов элементов, указывающих на фактические элементы. Каждая запись представляет собой пару (offset, length). По 4 байта на каждый элемент.
Свободное пространство	Нераспределённое пространство. Новые идентификаторы элементов выделяются из начала этой области, а новые элементы — из конца.
Элементы	Непосредственно сами элементы.
Специальное пространство	Данные, специфичные для метода доступа к индексу. Различные методы хранят разные данные. В обычных таблицах данная область пуста.

Первые 24 байта каждой страницы занимает заголовок страницы (PageHeaderData). Его формат подробно описан в Таблица 7.15.3. Первое поле отслеживает самую последнюю запись WAL, относящуюся к данной странице. Второе поле содержит контрольную сумму страницы, если data checksums включены. Далее следует 2-байтовое поле, содержащее битовые флаги. За ним следуют три 2-байтовых целочисленных поля (pd_lower, pd_upper, и pd_special). Данные поля содержат смещения в байтах от начала страницы до начала нераспределённого пространства, до конца нераспределённого пространства и до начала специального пространства. Следующие 2 байта заголовка страницы, pd_pagesize_version, содержат как размер страницы, так и индикатор версии. Начиная с Digital Q.DataBase 8.3 номер версии — 4; Digital Q.DataBase 8.1 и 8.2 использовалась версия номер 3; Digital Q.DataBase 8.0 использовалась версия номер 2; Digital Q.DataBase 7.3 и 7.4 использовалась версия номер 1; в предыдущих выпусках использовался номер версии 0. (Базовая структура страницы и формат заголовка не менялись в большинстве этих версий, однако изменилась структура заголовков строк кучи.) Размер страницы указан в основном для перекрёстной проверки; В рамках одной установки не поддерживается использование более чем одного размера страницы. Последнее поле является подсказкой, указывающей на вероятную целесообразность очистки страницы: оно отслеживает старейшее значение XMAX на странице, для которого еще не выполнялась очистка.

Таблица 7.15.3. Структура PageHeaderData

Поле	Тип	Длина	Описание
pd_lsn	PageXLogRecPtr	8 байт	LSN: следующий байт после последнего байта записи WAL для последнего изменения данной страницы
pd_checksum	uint16	2 байта	Контрольная сумма страницы
pd_flags	uint16	2 байта	Битовые флаги
pd_lower	LocationIndex	2 байта	Смещение до начала свободного пространства
pd_upper	LocationIndex	2 байта	Смещение до конца свободного пространства
pd_special	LocationIndex	2 байта	Смещение до начала специальной области
pd_pagesize_version	uint16	2 байта	Информация о размере страницы и номере версии структуры
pd_prune_xid	TransactionId	4 байта	Старейшее невычищенное значение XMAX на странице или ноль при его отсутствии

Подробную информацию можно найти в файле src/include/storage/bufpage.h.

За заголовком страницы следуют идентификаторы элементов (ItemIdData), каждый из которых занимает четыре байта. Идентификатор элемента содержит смещение в байтах относительно начала элемента, его длину в байтах и несколько битов атрибутов, определяющих его интерпретацию. Новые идентификаторы элементов выделяются по мере необходимости из начала нераспределённого пространства. Количество существующих идентификаторов элементов можно определить по значению pd_lower, которое увеличивается для выделения каждого нового идентификатора. Поскольку идентификатор элемента остается неподвижным до момента его освобождения, его индекс может использоваться для долговременной ссылки на элемент, даже если сам элемент перемещается в пределах страницы в процессе уплотнения свободного пространства. Фактически, любой указатель на элемент (ItemPointer, также известный как CTID) созданный Digital Q.DataBase состоит из номера страницы и индекса идентификатора элемента.

Сами элементы хранятся в пространстве, выделяемом в обратном порядке от конца нераспределённого пространства. Точная структура варьируется в зависимости от того, что именно должна содержать таблица. Как для таблиц, так и для последовательностей используется структура с именем HeapTupleHeaderData, описание которой приведено ниже.

Последним разделом является «специальный раздел» который может содержать любые данные по усмотрению метода доступа. Например, в индексах типа b-tree хранятся ссылки на левую и правую соседние страницы, а также другие данные, относящиеся к структуре индекса. В обычных таблицах специальный раздел не используется вовсе (на что указывает установка значения pd_special равным размеру страницы).

Рисунок 7.15.1 иллюстрирует схему размещения этих частей на странице.

Рисунок 7.15.1. Структура страницы

7.15.6.1. Структура строк таблицы #

Все строки таблицы структурированы одинаково. Заголовок имеет фиксированный размер (23 байта на большинстве архитектур), за ним следуют необязательная битовая карта NULL, необязательное поле идентификатора объекта и пользовательские данные. Структура заголовка подробно описана в Таблица 7.15.4. Непосредственно пользовательские данные (столбцы строки) начинаются со смещения, определяемого t_hoff, которое всегда должно быть кратно значению выравнивание MAXALIGN для данной платформы. Битовая карта NULL-значений присутствует только в том случае, если HEAP_HASNULL бит установлен в t_infomask. При наличии она располагается сразу после фиксированного заголовка и занимает количество байтов, достаточное для хранения одного бита на каждый столбец данных (то есть число бит, соответствующее количеству атрибутов в t_infomask2). В данном списке битов значение 1 указывает на отсутствие NULL (not-null), а значение 0 — на наличие NULL. Если битовая карта отсутствует, считается, что все столбцы не содержат NULL. Идентификатор объекта присутствует только в том случае, если HEAP_HASOID_OLD бит установлен в t_infomask. При наличии этот элемент располагается непосредственно перед t_hoff границей. Любое заполнение, необходимое для того, чтобы сделать t_hoff значение кратным выравнивание MAXALIGN, будет добавлено между битовой картой NULL-значений и идентификатором объекта. (Это, в свою очередь, обеспечивает надлежащее выравнивание идентификатора объекта.)

Таблица 7.15.4. Структура HeapTupleHeaderData

Поле	Тип	Длина	Описание
t_xmin	TransactionId	4 байта	метка XID вставки
t_xmax	TransactionId	4 байта	метка XID удаления
t_cid	CommandId	4 байта	метка CID вставки и/или удаления (совмещена с t_xvac)
t_xvac	TransactionId	4 байта	идентификатор XID для операции VACUUM, перемещающей версию строки
t_ctid	ItemPointerData	6 байт	текущий идентификатор TID этой или более новой версии строки
t_infomask2	uint16	2 байта	количество атрибутов, а также различные битовые флаги
t_infomask	uint16	2 байта	различные битовые флаги
t_hoff	uint8	1 байт	смещение до пользовательских данных

Подробная информация приведена в файле src/include/access/htup_details.h.

Интерпретация фактических данных возможна только с помощью информации, полученной из других таблиц, в основном из pg_attribute. Ключевыми значениями, необходимыми для определения местоположения полей, являются attlen и attalign. Прямой доступ к конкретному атрибуту невозможен, за исключением случаев, когда запись содержит только поля фиксированной длины и не содержит значений NULL. Вся эта механика инкапсулирована в функциях heap_getattr, fastgetattr и heap_getsysattr.

Для чтения данных необходимо последовательно обработать каждый атрибут. Сначала следует проверить, является ли поле пустым (NULL) в соответствии с битовой картой значений NULL. Если это так, переходите к следующему. Затем необходимо обеспечить правильное выравнивание. Если поле имеет фиксированную ширину, то все байты просто размещаются. Если это поле переменной длины (attlen = -1), реализация усложняется. Все типы данных переменной длины используют общую структуру заголовка структура varlena, которая содержит общую длину хранимого значения и несколько битов флагов. В зависимости от флагов, данные могут располагаться либо внутри строки, либо в TOAST таблица; она также может быть сжата (см. Раздел 7.15.2).

^[16] Фактически использование данного формата страниц не является обязательным для методов доступа ни к таблицам, ни к индексам. heap метод доступа к таблицам всегда использует этот формат. Все существующие методы индексирования также используют базовый формат, однако данные, хранящиеся на метастраницах индексов, обычно не следуют правилам размещения элементов.

Наверх