作者李傳成
中國PG分會認(rèn)證專家，瀚高軟件資深內(nèi)核研發(fā)工程師
https://zhuanlan.zhihu.com/p/342466054
PostgreSQL中的表會有一個RelFileNode值指定這個表在磁盤上的文件名（外部表、分區(qū)表除外）。一般情況下在pg_class表的relfilenode字段可以查出這個值，但是有一些特定表在relfilenode字段的查詢結(jié)果是0，這個博客中將會探究這些特殊表relfilenode的內(nèi)核處理。
正常表的Relfilenode
當(dāng)我們創(chuàng)建一張普通表時，在pg_class系統(tǒng)表里可以查詢出其relfilenode,可以看出在表剛剛創(chuàng)建時其oid和relfilenode都是16808，在磁盤上也可以查詢到16808這個文件。事實(shí)上，這個文件存儲了我們向表t2插入的數(shù)據(jù)。
postgres=# create table t2(i int);
CREATE TABLE
postgres=# select oid,relname,relfilenode from pg_class where relname = 't2';
oid | relname | relfilenode
-------+---------+-------------
16808 | t2 | 16808
(1 row)
postgres=# \q
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/bin$ ll ../data/base/12835/16808
-rw-------+ 1 movead movead 0 12月 31 17:11 ../data/base/12835/16808
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/bin$
在我們對一張表執(zhí)行truncate，vacuum full等操作后，會重寫這個表的數(shù)據(jù)，會引發(fā)這個表relfilenode值的變更。如下測試可以看出truncate之后，t2表的relfilenode從16808變?yōu)榱?6811.
postgres=# truncate t2;
TRUNCATE TABLE
postgres=# select oid,relname,relfilenode from pg_class where relname = 't2';
oid | relname | relfilenode
-------+---------+-------------
16808 | t2 | 16811
(1 row)
postgres=# checkpoint;
CHECKPOINT
postgres=# \q
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/bin$ ll ../data/base/12835/16808
ls: 無法訪問'../data/base/12835/16808': 沒有那個文件或目錄
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/bin$ ll ../data/base/12835/16811
-rw-------+ 1 movead movead 0 12月 31 17:16 ../data/base/12835/16811
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/bin$
Nail表的Relfilenode
postgres=# select oid, relname, relfilenode,reltablespace
from pg_class
where relfilenode = 0 and relkind = 'r'
order by reltablespace;
oid | relname | relfilenode | reltablespace
------+-----------------------+-------------+---------------
1247 | pg_type | 0 | 0
1255 | pg_proc | 0 | 0
1249 | pg_attribute | 0 | 0
1259 | pg_class | 0 | 0
3592 | pg_shseclabel | 0 | 1664
1262 | pg_database | 0 | 1664
2964 | pg_db_role_setting | 0 | 1664
1213 | pg_tablespace | 0 | 1664
1261 | pg_auth_members | 0 | 1664
1214 | pg_shdepend | 0 | 1664
2396 | pg_shdescription | 0 | 1664
1260 | pg_authid | 0 | 1664
6000 | pg_replication_origin | 0 | 1664
6100 | pg_subscription | 0 | 1664
(14 rows)
postgres=#
上述查詢可以看出，從pg_class系統(tǒng)表中查詢出的這些表的relfilenode為0。其中pg_type、pg_proc、pg_attribute、pg_class是非共享表，在內(nèi)核中稱他們?yōu)镹ail表。剩余的表是在pg_global表空間里的共享表。
pg_class表中relfilenode字段的意義是為了告訴程序，某一張表在磁盤上存儲的文件名。比如我們查詢t2表時，一定會先到pg_class系統(tǒng)表中獲取其relfilenode，然后到磁盤找到這個文件，然后打開并掃描。可是如果我們想查詢pg_class系統(tǒng)表在磁盤上的文件名時，應(yīng)該去哪找到它的relfilenode？在PostgreSQL中提供了一組函數(shù)接口進(jìn)行oid和relfilenode的轉(zhuǎn)化。
postgres=# select pg_relation_filenode(1259);
pg_relation_filenode
----------------------
16475
(1 row)
postgres=# select pg_filenode_relation(0,16475);
pg_filenode_relation
----------------------
pg_class
(1 row)
postgres=# select pg_filenode_relation(0,16475)::oid;
pg_filenode_relation
----------------------
1259
(1 row)
postgres=#
通過pg_relation_filenode()可以將oid轉(zhuǎn)化為relfilenode，
通過pg_filenode_relation可以將relfilenode轉(zhuǎn)化為oid.
既然pg_class表中不存儲oid和relfilenode的對應(yīng)關(guān)系，那么PostgreSQL是怎么樣保存這個映射關(guān)系的呢？
Nail表Relfilenode的存儲機(jī)制
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)目錄里存在著pg_filenode.map文件，如下所示。
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/data/base/12835$ ll pg_filenode.map
-rw-------+ 1 movead movead 512 12月 31 15:10 pg_filenode.map
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/data/base/12835$
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/data/global$ ll pg_filenode.map
-rw-------+ 1 movead movead 512 12月 31 15:10 pg_filenode.map
movead@movead-PC:/h2/pgpgpg/data/global$
在global目錄下的pg_filenode.map文件里存儲了shared表的oid和relfilenode的映射關(guān)系，12835目錄下存儲了OID為12835的數(shù)據(jù)庫里nail表的oid和relfilenode的映射關(guān)系。
pg_filenode.map文件的結(jié)構(gòu)為：
typedef struct RelMapping
{
Oid mapoid; /* OID of a catalog */
Oid mapfilenode; /* its filenode number */
} RelMapping;
typedef struct RelMapFile
{
int32 magic; /* always RELMAPPER_FILEMAGIC */
int32 num_mappings; /* number of valid RelMapping entries */
RelMapping mappings[MAX_MAPPINGS];
pg_crc32c crc; /* CRC of all above */
int32 pad; /* to make the struct size be 512 exactly */
} RelMapFile;
結(jié)語
這個博客主要闡述了在PostgreSQL中表的oid和relfilenode映射的兩種不同表現(xiàn)形式，你只要記住使用pg_relation_filenode()永遠(yuǎn)會得到正確的結(jié)果，從pg_class系統(tǒng)表中查詢則可能會得到錯誤的結(jié)果。
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