Cette section fournit un aperçu du format des pages utilisées par les tables et index de PostgreSQL.[17] Les séquences et les tables TOAST sont formatées comme des tables standards.
Dans l'explication qui suit, un octet contient huit bits. De plus, le terme élément fait référence à une valeur de données individuelle qui est stockée dans une page. Dans une table, un élément est une ligne ; dans un index, un élément est une entrée d'index.
Chaque table et index est stocké comme un tableau de pages d'une
taille fixe (habituellement 8 ko, bien qu'une taille de page différente
peut être sélectionnée lors de la compilation du serveur). Dans une table,
toutes les pages sont logiquement équivalentes pour qu'un élément (ligne)
particulier puisse être stocké dans n'importe quelle page. Dans les index, la
première page est généralement réservée comme métapage contenant
des informations de contrôle, et il peut exister différents types de pages à
l'intérieur de l'index, suivant la méthode d'accès à l'index. Les tables ont
aussi une carte de visibilité dans un fichier de suffixe _vm,
pour tracer les pages dont on sait qu'elles ne contiennent pas de lignes mortes
et qui n'ont pas du coup besoin de VACUUM.
Tableau 70.2 affiche le contenu complet d'une page. Il existe cinq parties pour chaque page.
Tableau 70.2. Disposition générale d'une page
| Élément | Description |
|---|---|
| PageHeaderData | Longueur de 24 octets. Contient des informations générales sur la page y compris des pointeurs sur les espaces libres. |
| ItemIdData | Tableau d'identifiants d'élément pointant vers les éléments réels. Chaque enregistrement est une paire (décalage, longueur). 4 octets par élément. |
| Free space | L'espace non alloué. Les pointeurs de nouveaux éléments sont alloués à partir du début de cette région, les nouveaux éléments à partir de la fin. |
| Items | Les éléments eux-mêmes. |
| Special space | Données spécifiques des méthodes d'accès aux index. Différentes méthodes stockent différentes données. Vide pour les tables ordinaires. |
Les 24 premiers octets de chaque page consistent en un en-tête de page
(PageHeaderData). Son format est détaillé dans
Tableau 70.3. Le premier champ trace l'entrée la
plus récente dans les journaux de transactions pour cette page. Le deuxième
champ contient la somme de contrôle de la page si data checksums est activé. Ensuite se trouve un champ
sur deux octets contenant des drapeaux. Il est suivi de champs entiers sur
deux octets (pd_lower,
pd_upper et
pd_special). Ils contiennent les décalages en
octets du début de page vers le début de l'espace non alloué, vers la fin de
l'espace non alloué et vers le début de l'espace spécial. Les deux octets
suivants de l'en-tête de page,
pd_pagesize_version, enregistrent la taille de la
page et un indicateur de version. À partir de la version 8.3 de
PostgreSQL, le numéro de version est 4 ;
PostgreSQL 8.1 et 8.2 ont utilisé le numéro de version 3 ;
PostgreSQL 8.0 a utilisé le numéro de version 2 ;
PostgreSQL 7.3 et 7.4 ont utilisé le numéro de
version 1 ; les versions précédentes utilisaient le numéro de version 0.
(La disposition fondamentale de la page et le format de l'en-tête n'ont pas changé
dans la plupart de ces versions mais la disposition de l'en-tête des lignes de tête a
changé.) La taille de la page est seulement présente comme vérification
croisée ; il n'existe pas de support pour avoir plus d'une taille de
page dans une installation.
Le dernier champ est une aide indiquant si traiter la page serait
profitable : il garde l'information sur le plus vieux XMAX non traité
de la page.
Tableau 70.3. Disposition de PageHeaderData
| Champ | Type | Longueur | Description |
|---|---|---|---|
| pd_lsn | PageXLogRecPtr | 8 octets | LSN : octet suivant le dernier octet de l'enregistrement WAL pour la dernière modification de cette page |
| pd_checksum | uint16 | 2 octets | Somme de contrôle de la page |
| pd_flags | uint16 | 2 octets | Bits d'état |
| pd_lower | LocationIndex | 2 octets | Décalage jusqu'au début de l'espace libre |
| pd_upper | LocationIndex | 2 octets | Décalage jusqu'à la fin de l'espace libre |
| pd_special | LocationIndex | 2 octets | Décalage jusqu'au début de l'espace spécial |
| pd_pagesize_version | uint16 | 2 octets | Taille de la page et disposition de l'information du numéro de version |
| pd_prune_xid | TransactionId | 4 bytes | Plus vieux XMAX non traité sur la page, ou zéro si aucun |
Tous les détails se trouvent dans
src/include/storage/bufpage.h.
Après l'en-tête de la page se trouvent les identificateurs d'élément
(ItemIdData), chacun nécessitant quatre octets. Un identificateur
d'élément contient un décalage d'octet vers le début d'un élément, sa
longueur en octets, et quelques bits d'attributs qui affectent son
interprétation. Les nouveaux identificateurs d'éléments sont alloués si
nécessaire à partir du début de l'espace non alloué. Le nombre d'identificateurs
d'éléments présents peut être déterminé en regardant
pd_lower, qui est augmenté pour allouer un nouvel
identificateur. Comme un identificateur d'élément n'est jamais déplacé tant qu'il
n'est pas libéré, son index pourrait être utilisé sur une base à long terme
pour référencer un élément, même quand l'élément lui-même est déplacé le long de
la page pour compresser l'espace libre. En fait, chaque pointeur vers un
élément (ItemPointer, aussi connu sous le nom de
CTID), créé par PostgreSQL consiste
en un numéro de page et l'index de l'identificateur d'élément.
Les éléments eux-mêmes sont stockés dans l'espace alloué en marche arrière,
à partir de la fin de l'espace non alloué. La structure exacte varie
suivant le contenu de la table. Les tables et les séquences utilisent toutes
les deux une structure nommée HeapTupleHeaderData, décrite
ci-dessous.
La section finale est la « section spéciale » qui pourrait
contenir tout ce que les méthodes d'accès souhaitent stocker. Par exemple,
les index b-tree stockent des liens vers les enfants gauche et droit de la
page ainsi que quelques autres données sur la structure de l'index. Les
tables ordinaires n'utilisent pas du tout de section spéciale (indiquée
en configurant pd_special à la taille de la page).
Figure 70.1 illustre comment ces parties sont placées dans un bloc.
Figure 70.1. Disposition d'une page
Toutes les lignes de la table sont structurées de la même façon. Il existe
un en-tête à taille fixe (occupant 23 octets sur la plupart des machines),
suivi par un bitmap NULL optionnel, un champ ID de l'objet optionnel et les
données de l'utilisateur. L'en-tête est détaillé dans Tableau 70.4. Les données réelles de l'utilisateur
(les colonnes de la ligne) commencent au décalage indiqué par
t_hoff, qui doit toujours être un multiple de la distance
MAXALIGN pour la plateforme. Le bitmap NULL est seulement présent si le bit
HEAP_HASNULL est initialisé dans
t_infomask. S'il est présent, il commence juste
après l'en-tête fixe et occupe suffisamment d'octets pour avoir un bit par colonne
de données (c'est-à-dire le nombre de bits identique au nombre d'attribut dans
t_infomask2). Dans cette
liste de bits, un bit 1 indique une valeur non NULL, un bit 0 une valeur
NULL. Quand le bitmap n'est pas présent, toutes les colonnes sont supposées
non NULL. L'ID de l'objet est seulement présent si le bit
HEAP_HASOID_OLD est initialisé dans
t_infomask. S'il est présent, il apparaît juste
avant la limite t_hoff. Tout ajout nécessaire pour faire
de t_hoff un multiple de MAXALIGN apparaîtra entre le
bitmap NULL et l'ID de l'objet. (Ceci nous assure en retour que l'ID de
l'objet est convenablement aligné.)
Tableau 70.4. Disposition de HeapTupleHeaderData
| Champ | Type | Longueur | Description |
|---|---|---|---|
| t_xmin | TransactionId | 4 octets | XID d'insertion |
| t_xmax | TransactionId | 4 octets | XID de suppression |
| t_cid | CommandId | 4 octets | CID d'insertion et de suppression (surcharge avec t_xvac) |
| t_xvac | TransactionId | 4 octets | XID pour l'opération VACUUM déplaçant une version de ligne |
| t_ctid | ItemPointerData | 6 octets | TID en cours pour cette version de ligne ou pour une version plus récente |
| t_infomask2 | uint16 | 2 octets | nombre d'attributs et quelques bits d'état |
| t_infomask | uint16 | 2 octets | différents bits d'options (flag bits) |
| t_hoff | uint8 | 1 octet | décalage vers les données utilisateur |
Tous les détails sont disponibles dans
src/include/access/htup_details.h.
Interpréter les données réelles peut seulement se faire avec des informations
obtenues à partir d'autres tables, principalement
pg_attribute. Les valeurs clés nécessaires pour
identifier les emplacements des champs sont
attlen et attalign.
Il n'existe aucun moyen pour obtenir directement un attribut particulier,
sauf quand il n'y a que des champs de largeur fixe et aucune colonne NULL.
Tout ceci est emballé dans les fonctions
heap_getattr, fastgetattr
et heap_getsysattr.
Pour lire les données, vous avez besoin d'examinez chaque attribut à son
tour. Commencez par vérifier si le champ est NULL en fonction du bitmap NULL.
S'il l'est, allez au suivant. Puis, assurez-vous que vous avez le bon
alignement. Si le champ est un champ à taille fixe, alors tous les octets
sont placés simplement. S'il s'agit d'un champ à taille variable
(attlen = -1), alors c'est un peu plus compliqué. Tous les types de données
à longueur variable partagent la même structure commune d'en-tête,
struct varlena, qui inclut la longueur totale de la valeur stockée
et quelques bits d'option. Suivant les options, les données pourraient être
soit dans la table de base soit dans une table TOAST ;
elles pourraient aussi être compressées (voir Section 70.2).
[17]
Actuellement, l'utilisation de ce format de page n'est pas requis, que ce
soit pour les méthodes d'accès aux tables comme aux index. La méthode
d'accès aux tables heap utilise toujours ce format.
Toutes les méthodes existantes d'accès aux index utilisent le format
basique mais les données conservées dans les pages de métadonnées ne
suivent généralement pas les règles de placement des éléments.