PostgerSQL对象标识符
OID
OID 是 PostgreSQL 内部用于标识数据库对象(数据库，表**，视图，**存储过程等等)的标识符，用4个字节的无符号整数表示。它是PostgreSQL大部分系统表的主键。
类型oid表示一个对象标识符。 也有多个oid的别名类型：
regproc,regprocedure, regoper, regoperator,regclass, regtype, regrole,regnamespace, regconfig, 和regdictionary。
OID的别名类型除了特定的输入和输出例程之外没有别的操作。这些例程可以接受并显示系统对象的符号名，而不是类型oid使用的原始数字值。别名类型使查找对象的OID值变得简单。例如，要检查与一个表course有关的pg_attribute行，你可以写：
SELECT * FROM pg_attribute WHERE attrelid = 'course'::regclass; 复制代码
OID 在系统表中通常是作为隐藏列存在的，它是以整个PostgreSQL数据库实例(Database Cluster)的范围内统一分配。因为只有四个字节，因此，在大型数据库中它并不足以提供数据库范围内的唯一性，甚至在一些大型的表中也无法提供表范围内的唯一性。
OID 在旧版本中还可以用于标识元组，对于没有主键，重复的行，此时 OID 作为唯一 ID，则可以根据它进行删除指定行数据。我们之前创建表时，default_with_oids 默认是关闭的。在老版本中执行 create table 语句时可以指定开启 OID。
create table foo ( id integer, content text ) with oids; 复制代码
不过从 Postgres 12 开始，删除了将 OID 用作表上的可选系统列。将无法再使用：
CREATE TABLE … WITH OIDS命令default_with_oids (boolean)相容性设定
数据类型OID保留在Postgres 12中。您可以显式创建类型的列OID。
XID
事务ID：
- 由32位组成，这就有可能造成事务ID回卷的问题，具体参考文档
- 顺序产生，依次递增
- 没有数据变更，如INSERT、UPDATE、DELETE等操作，在当前会话中，事务ID不会改变
数据库系统中使用的数据类型为 xmin 和 xmax。
- xmin 存储的是产生这个元组的事务ID，可能是insert或者update语句
- xmax 存储的是删除或者锁定这个元组的XID
简单示例如下：
select id, xmin, xmax from course; 复制代码
当 PostgreSQL的XID 到达40亿，会造成溢出，从而新的XID 为0。而按照 PostgreSQL的MVCC 机制实现，之前的事务就可以看到这个新事务创建的元组，而新事务不能看到之前事务创建的元组，这违反了事务的可见性。具体参考文档
CID
CID 名为命令标识符，PG 每个表都包含一些系统字段，关于 CID 用到的数据类型为 cmax 和 cmin。
- cmin:插入该元组的命令在插入事务中的命令标识（从0开始累加）
- cmax:删除该元组的命令在插入事务中的命令标识（从0开始累加）
cmin和cmax用于判断同一个事务内的其他命令导致的行版本变更是否可见。如果一个事务内的所有命令严格顺序执行，那么每个命令总能看到之前该事务内的所有变更，不需要使用命令标识。
简单示例如下：
select id, xmin, xmax,cmin,cmax from course; 复制代码
TID
TID 称为元组标识符（行标识符），一个元组ID是一个（块号，块内元组索引）对，它标识了行在它的表中的物理位置。
简单示例如下：
select ctid,id, xmin, xmax,cmin,cmax from course; 复制代码
了解完上述四大标识符后，我们接着来学习 PostgreSQL 中数据到底是怎么存储的。
PostgreSQL数据存储
关于数据存储，我们都知道数据是存在数据库中的某个数据表中，每条数据记录对应数据表中的某一行，所以我们从上至下来查看各层次结构的数据存储。
PGDATA目录结构
PGDATA 是 PostgreSQL 用来存放所有数据的地方.
关于 PGDATA 的设置，可以先执行下述命令。
postgres=# show data_directory; data_directory ----------------------------- /Library/PostgreSQL/12/data (1 row) 复制代码
接下来我们来看一下 PGDATA 文件夹中有哪些文件，首先打开命令行窗口，然后进入到上述目录。
MacBook-Pro 12 % cd /Library/PostgreSQL/12/data cd: permission denied: /Library/PostgreSQL/12/data 复制代码
如果遇到上述问题，则执行如下命令，尝试使用 sudo 模拟 postgresql 用户登录：
MacBook-Pro 12 % sudo -u postgres -i The default interactive shell is now zsh. To update your account to use zsh, please run `chsh -s /bin/zsh`. For more details, please visit https://support.apple.com/kb/HT208050. 复制代码
接着执行如下命令：
tree -FL 1 /Library/PostgreSQL/12/data /Library/PostgreSQL/12/data ├── PG_VERSION ├── base/ ├── current_logfiles ├── global/ ├── log/ ├── pg_commit_ts/ ├── pg_dynshmem/ ├── pg_hba.conf ├── pg_ident.conf ├── pg_logical/ ├── pg_multixact/ ├── pg_notify/ ├── pg_replslot/ ├── pg_serial/ ├── pg_snapshots/ ├── pg_stat/ ├── pg_stat_tmp/ ├── pg_subtrans/ ├── pg_tblspc/ ├── pg_twophase/ ├── pg_wal/ ├── pg_xact/ ├── postgresql.auto.conf ├── postgresql.conf ├── postmaster.opts └── postmaster.pid 复制代码
介绍几个常见的文件夹：
base/：存储 database 数据（除了指定其他表空间的），子目录的名字为该数据库在pg_database里的 OID。postgresql.conf：postgresql 配置文件
database数据存储
上文提到在 base/ 目录下存放着每个 database 数据，其中文件名我们叫做 dboid。
由于 OID 是系统表的隐藏列，因此查看系统表中数据库对象的OID时，必须在SELECT语句中显式指定。我们进入 postgres 命令行窗口，执行下述命令：
postgres=# select oid,datname from pg_database; oid | datname -------+----------- 13635 | postgres 1 | template1 13634 | template0 16395 | mydb 16396 | dvdrental 16399 | testdb (6 rows) select oid,relname from pg_class order by oid; 复制代码
我们可以在 PGDATA 文件夹下的 base 目录下看到 oid
MacBook-Pro:base postgres$ ls /Library/PostgreSQL/12/data/base 1 13634 13635 16395 16396 16399 复制代码
从上述内容可知 postgres 数据库相关的数据存储在 PGDATA/base/13635 目录里面。
table数据存储
上文我们定位到数据库的存储位置，接着我们来定位数据表的位置。
每一张表的数据（大部分）又是放在 $PGDATA/base/{dboid}/{relfilenode} 这个文件里面，relfilenode一般情况下和和tboid一致，但有些情况下也会变化，如TRUNCATE、REINDEX、CLUSTER以及某些形式的ALTER TABLE。
CREATE TABLE public.cities ( city varchar(80) NOT NULL, "location" point NULL, CONSTRAINT cities_pkey PRIMARY KEY (city) ); postgres=# select oid,relfilenode from pg_class where relname = 'cities'; oid | relfilenode -------+------------- 16475 | 16475 (1 row) insert into cities values('北京',null); insert into cities values('上海',null); truncate cities ; postgres=# select oid,relfilenode from pg_class where relname = 'cities'; oid | relfilenode -------+------------- 16475 | 16480 (1 row) SELECT * FROM pg_attribute WHERE attrelid = 'course'::regclass; 复制代码
除了上述 SQL 语句，我们还可以通过系统函数 pg_relation_filepath 来查看指定表的文件存储位置。
postgres=# select pg_relation_filepath('cities'); pg_relation_filepath ---------------------- base/13635/16480 (1 row) 复制代码
当查看 PGDATA/base/13635/ 目录时，会发现 16480 的文件夹，除此之外还会发现有些文件命名为 relfilenode_fsm、relfilenode_vm、relfilenode_init， 关于 16480 通常会有三种文件：16480、16480_fsm、16480_vm，分别是该数据库对应表的数据或索引文件、其对应的空闲空间映射文件、其对应的可见性映射文件。
如果数据文件过大，那么会怎么命名呢？
在表或者索引超过1GB之后，它就被划分成1GB大小的段。 第一个段的文件名和文件节点相同，随后的段被命名为 filenode.1、filenode.2等等。这样的安排避免了在某些有文件大小限制的平台上的问题。
postgres=# create table bigdata(id int,name varchar(64)); postgres=# insert into bigdata select generate_series(1,20000000) as key, md5(random()::text); postgres=# select pg_relation_filepath('bigdata'); pg_relation_filepath ---------------------- base/13635/16486 (1 row) #切换命令行界面 MacBook-Pro:base postgres$ ls 13635 |grep 16486 16486 16486.1 16486_fsm 复制代码
元组数据存储
上文我们提到 table 存储时，每个数据文件（堆文件、索引文件）可存储 1G 的容量，每个文件内部又是有若干个固定的页组成。页的默认大小为8192字节(8KB)。单个表文件中的这些页(Page)从0开始进行顺序编号，这些编号也称为“块编号(Block Numbers)”。如果第一页空间已经被数据填满，则 postgres 会立刻重新在文件末尾(即已填满页的后面)添加一个新的空白页，用于继续存储数据，一直持续这个过程，直到当前表文件大小达到 1GB位置。若文件达到1GB，则重新创建一个新的表文件，然后重复上面的这个过程。
每个页的内部又由一个页文件头(Page Header)、若干行指针(Line Pointer)、若干个元组数据(Heaple Tuple)组成。因为每个文件默认大小为 1GB，页大小为 8kb，则每个文件大概有 131072 个页。
首先来看一下页面结构。
其中：
page header: 24 字节，存储 page 的基本信息，包括 pd_lsn、pd_checksum、pd_special...
pd_lsn: 存储最近改变该页面的xlog。 pd_checksum：存储页面校验和。 pd_lower，pd_upper：pd_lower指向行指针（line pointer）的尾部，pd_upper指向最后那个元组。 pd_special: 索引页面中使用，它指向特殊空间的开头。 pd_flags：用以设置位标志。 pd_pagesize_version：页面大小及页面版本号。 pd_prune_xid：可删除的旧 XID，如果没有则为零。 复制代码
line pointe：行指针，4 bytes，形为(offset, length)的二元组，指向相关 tupleheap tuple: 用来存储 row 的数据，注意元组是从页面的尾部向前堆积的，元组和行指针之间的是数据页的空闲空间。- 空白处：未申请空间，新的 line point 从其首端申请，新的 tuple 从其尾端申请
因此我们找 row 的数据需要知道哪一个 page，page 的哪一个 item， (page_index, item_index)， 通常称它为 CTID(ItemPointer)， 我们可以通过下面语句查看每一列的 CTID：
select ctid,* from course; 复制代码
查询结果如下所示：
关于元组结构以及数据变化的详解讲解，可以参考本文。
扩展
schema
PostgreSQL 除了默认的 public schema 之外，还有两个比较重的系统 schema：
information_schema 与pg_catalog。
通过查看 pg_catalog.pg_namespace 来查看当前数据库中全部的 schema。
postgres=# select * from pg_catalog.pg_namespace ; oid | nspname | nspowner | nspacl -------+--------------------+----------+------------------------------------- 99 | pg_toast | 10 | 12314 | pg_temp_1 | 10 | 12315 | pg_toast_temp_1 | 10 | 11 | pg_catalog | 10 | {postgres=UC/postgres,=U/postgres} 2200 | public | 10 | {postgres=UC/postgres,=UC/postgres} 13335 | information_schema | 10 | {postgres=UC/postgres,=U/postgres} (6 rows) 复制代码
我们创建的表、视图、索引等默认都在 public 下。
information_schema 是方便用户查看表／视图／函数信息提供的，它大多是视图。
select * from information_schema."tables"; 复制代码
pg_catalog 包含系统表和所有内置数据类型、函数、操作符。pg_catalog 下有很多系统表，比如说 pg_class、pg_attribute、pg_authid等，关于这些表的详细介绍可以参考本文。
