Страницы и версии строк

Структура страниц

Размер страницы данных в PostgreSQL обычно составляет 8 KB (8192 байта)
Pasted image 20240922153513.png

Заголовок страницы — 24 байта. Общая инфа
Массив указателей строк. Это массив указателей на отдельные строки (tuples) на странице. Каждый указатель (line pointer) занимает 4 байта и содержит:
- смещение версии строки относительно начала страницы (15 бит);
- статус версии строки (2 бита);
- длину версии строки (15 бит).
Свободное пространство. Сюда растут строки и указатели
Данные строк. Включая заголовки строк (tuple headers) и сами данные.
Специальная область. Используется некоторыми типами индексов для хранения вспомогательной информации.
Чтобы увидеть заголовок страницы:

SELECT * FROM page_header(get_raw_page('pg_class', 0));

Указатели

Ссылки внутри например деревьев индексом указывают не на сами данные а на указатели. Так как это удобнее, можно обращаться просто по номеру тк размеры одинаковые. А сами указатели уже указывают на данные.
Также такая схема удобна тем, что при изменении версии строки достаточно изменить указатель и не менять все деревья.

Структура версий строк

xmin, xmax — номера транзакций, которые отличают данную версию от других версий той же строки;
infomask — ряд информационных битов, определяющих свойства версии;
ctid — ссылка на следующую, более новую версию той же строки;
битовая карта неопределенных значений — массив битов, отмечающих столбцы, которые допускают неопределенные значения (NULL).

Также, стоит заметить, что значения в странице хранятся также как они бы хранились в оперативной памяти. А значит с отступами в одно машинное слово. А значит, таблица с типами полей итн булл инт булл будет весить больше чем инт инт булл булл.

Еще одна возможная микрооптимизация — перенести в начало таблицы все столбцы фиксированного размера, не допускающие неопределенных значений. Доступ к таким полям будет более эффективным благодаря возможности закешировать смещение поля от начала версии строки.

Выполнение операций над версиями строк

Чтобы разные версии одной и той же строки можно было различить, каждая из версий имеет две отметки, определяющие ее «время действия», — xmin и xmax. Но используется не время как таковое, а постоянно увеличивающийся счетчик номеров транзакций.

Когда строка создается, значение xmin устанавливается равным номеру транзакции, выполнившей команду INSERT.
Когда строка удаляется, значению xmax текущей версии присваивается номер транзакции, выполнившей команду DELETE.
Команда UPDATE распределяется на DELETE и INSERT.

Во время выполнения изменений поля, создаетя новая версия поля и выставляются флаги, что транзакция закоммичена или нет, а также выставляется номер отменяющей транзации в старой версии строки.

Продолжение следует...
https://habr.com/ru/articles/830924/