Организация данных

Каждый запущенный экземпляр постгри обслуживает одну или несколько баз данных.

Каталог, в котором размещаются все файлы, относящиеся к кластеру, обычно называют словом PGDATA, по имени переменной окружения, указывающей на этот каталог.

При инициализации в PGDATA создаются три одинаковые базы данных:

Для выполнения команды CREATE DATABASE необходимо подключение к серверу базы данных. Первая база данных всегда создаётся командой initdb при инициализации пространства хранения данных (см. документацию.) Эта база данных называется postgres. 

База данных postgres используется пользователями и приложениями для подключения по умолчанию. Представляет собой всего лишь копию template1, и может быть удалена и повторно создана.

template1 является примером для создания остальных баз, поэтому при изменении её, изменения будут касаться остальных созданных баз.
template0 нужна когда нужно создат базу с дефолтными значениями,тк она неизменяема и такая же как начальнео состояние template0

По факту команда CREATE DATABASE выполняет копирование существующей базы данных. По умолчанию копируется стандартная системная база template1.

Если в команде CREATE DATABASE указать в качестве шаблона template0 вместо template1, вы сможете получить «чистую» пользовательскую базу данных (в которой никаких пользовательских объектов нет, есть только системные объекты в первозданном виде), не содержащую ничего, что могло быть добавлено на месте в template1 (Рис. 1.3)

Системные каталоги начинаются с приставки pg_ и хранят метаднные в частности информацию о таблицах и столбцах, а также служебные сведения. Сами по себе это обычные таблицы и к ним моно обращаться через обычные запросы, например pg_database

В отличие от большинства системных каталогов, pg_database разделяется всеми базами данных кластера: есть только один экземпляр pg_database в кластере, а не отдельные в каждой базе данных.

Схема представляет из себя некое пространство имен для сущностей внутри БД
То есть, нельзя дублировать нзвания таблиц или функций итд только в рамках схемы.
По дефолту все создается и ищется в схеме public, но схем может быть больше

Также существует схема pg_catalog где храняся все системные сущности и по умолчанию поиск начинается с этой схемы.

Дефолтный порядок поиска объектов:

Табличные пространства определяют физическое расположение данных. Фактически табличное пространство — это каталог файловой системы.

При инициализации кластера создаются два табличных пространства:

Для создания табличного пространства используется команда CREATE TABLESPACE, например::

Табличные пространства могут быть использованы например чтобы хранить что то редко-используемое на медленных носителях, а часто используемомоое на быстрых

Создадим индекс по столбцу в табличном пространстве fastspace:

Разные БД могу хранить данные в разных табличных пространствах.

Внутри каталога PGDATA (На убунте это /var/lib/postgresql/12/main) есть подкаталог base. Этот
каталог и есть табличное пространство base.
Для каждой базы данных в кластере существует подкаталог внутри PGDATA/base (Если только я не создал БД в отдельном табличном пространстве), названный по OID базы данных в pg_database. Этот подкаталог по умолчанию является местом хранения файлов базы данных; в частности, там хранятся её системные каталоги
Если перейти в директорию конкретной базы, то там будет много много файлов.

Каждая таблица и индекс хранятся в отдельном файле. Для обычных отношений, эти файлы получают имя по номеру файлового узла таблицы или индекса, который содержится в pg_class.relfilenode

Если relfilenode больше нуля, то файл найти можно, если равно нулю, то либо временное, либо не протоколируемое итд
Где именно хранятся данные для таких таблиц где relfilenode=0 зависит от режима работы PostgreSQL и конфигурации базы данных.

Помимо главного файла (также называемого основным слоем), у каждой таблицы и индекса есть карта свободного пространства (документация). Но появляется она не сразу, а только при необходимости. Имя файла карты свободного пространства образуется из номера файлового узла с суффиксом _fsm.

Также таблицы имеют карту видимости, хранящуюся в слое с суффиксом _vm, она существует для таблиц, но не для индексов (документация)

Когда объём таблицы или индекса превышает 1 GB, они делятся на сегменты размером в один гигабайт (Рис. 1.19). Файл первого сегмента называется по номеру файлового узла (filenode); последующие сегменты получают имена filenode.1, filenode.2 и т. д.

Каждое пользовательское табличное пространство имеет символическую ссылку внутри каталога PGDATA/pg_tblspc.
Ссылка ведет на адрес этого пространства. Каждое пользовательское табличное пространство имеет символическую ссылку внутри каталога PGDATA/pg_tblspc. Внутри физической папки табличного пространства, табличное пространство лежит в папке PG_16_202307071, это есть название версии хоста. Это нужно чтобы разные версии постгри могли использовать одно и то же местоположение, заданное в CREATE TABLESPACE.

Функция pg_relation_filepath() показывает полный путь (относительно PGDATA) для любого отношения.

Существует несколько слоев. Слой это файл. Для удобства организации ввода-вывода файлы логически поделены на страницы (или блоки) — это минимальный объем данных, который считывается или записывается.