PostgreSQL

特性非常齊全的自由軟體的對象-關係型資料庫管理系統

PostgreSQL是一種特性非常齊全的自由軟體的對象-關係型資料庫管理系統（ORDBMS），是以加州大學計算機系開發的POSTGRES，4.2版本為基礎的對象關係型資料庫管理系統。POSTGRES的許多領先概念只是在比較遲的時候才出現在商業網站資料庫中。PostgreSQL支持大部分的SQL標準並且提供了很多其他現代特性，如複雜查詢、外鍵、觸發器、視圖、事務完整性、多版本併發控制等。同樣，PostgreSQL也可以用許多方法擴展，例如通過增加新的數據類型、函數、操作符、聚集函數、素引方法、過程語言等。另外，因為許可證的靈活，任何人都可以以任何目的免費使用、修改和分發PostgreSQL。

1簡述 2主要特點 3存儲系統

4內存頁面

簡述

PostgreSQL是一個功能非常強大的、源代碼開放的客戶/伺服器關係型資料庫管理系統（RDBMS）。PostgreSQL最初設想於1986年，當時被叫做Berkley Postgres Project。該項目一直到1994年都處於演進和修改中，直到開發人員Andrew Yu和Jolly Chen在Postgres中添加了一個SQL（Structured Query Language，結構化查詢語言）翻譯程序，該版本叫做Postgres95，在開放源代碼社區發放。

1996年，再次對Postgres95做了較大的改動，並將其作為PostgresSQL6.0版發布。該版本的Postgres提高了後端的速度，包括增強型SQL92標準以及重要的後端特性（包括子選擇、默認值、約束和觸發器）。

PostgreSQL是一個非常健壯的軟體包，有很多在大型商業RDBMS中所具有的特性，包括事務、子選擇、觸發器、視圖、外鍵引用完整性和複雜鎖定功能。另一方面，PostgreSQL也缺少商業資料庫中某些可用的特性，如用戶定義的類型、繼承性和規則。從用戶的角度來講，PostgreSQL惟一不具備的主要特性就是外部連接，在今後的版本中會將其加入。

PostgreSQL提供了兩種可選模式。一種模式保證如果操作系統或硬體崩潰，則數據將保存到磁碟中，這種模式通常比大多數商業資料庫要慢，這是因為它使用了刷新（或同步）方法；另一種模式與第一種不同，它不提供數據保證，但它通常比商業資料庫運行得快。遺憾的是，還沒有一種折中的模式：既提供一定程度的數據安全性，又有較快的執行速度。今後的版本將會提供這種模式。

主要特點

PostgreSQL 的主要優點如下：

1）維護者是PostgreSQL Global Development Group，首次發佈於1989年6月。

2）操作系統支持WINDOWS、Linux、UNIX、MAC OS X、BSD。

3）從基本功能上來看，支持ACID、關聯完整性、資料庫事務、Unicode多國語言。

4）表和視圖方面，PostgreSQL支持臨時表，而物化視圖，可以使用PL/pgSQL、PL/Perl、PL/Python或其他過程語言的存儲過程和觸發器模擬。

5）索引方面，全面支持R-/R+tree索引、哈希索引、反向素引、部分素引、Expression 索引、GiST、GIN（用來加速全文檢索），從8.3版本開始支持點陣圖索引。

6）其他對象上，支持數據域，支持存儲過程、觸發器、函數、外部調用、游標7）數據表分區方面，支持4種分區，即範圍、哈希、混合、列表。

8）從事務的支持度上看，對事務的支持與MySQL相比，經歷了更為徹底的測試。

9）My ISAM表處理方式方面，MySQL對於無事務的MyISAM表，採用表鎖定，1個長時間運行的查詢很可能會阻礙對錶的更新，而PostgreSQL不存在這樣的問題。

10）從存儲過程上看，PostgreSQL支持存儲過程，而目前MySQL不支持。因為存儲過程的存在也避免了在網路上大量原始的SQL語句的傳輸，這樣的優勢是顯而易見的。

11）子查詢支持方面，MySQL不支持子查詢。

12）用戶定義函數的擴展方面，PostgreSQL可以更方便地使用UDF（用戶定義函數）進行擴展。

PostgreSQL 的應用劣勢如下：

1）最新版本和歷史版本不分離存儲，導致清理老舊版本時需要做更多的掃描，代價比較大但一般的資料庫都有高峰期，如果合理安排VACUUM，這也不是很大的問題，而且在PostgreSQL9.0中VACUUM進一步被加強了。

2）在PostgreSQL中，由於索引完全沒有版本信息，不能實現Coverage index scan，即查詢只掃描索引，不能直接從素引中返回所需的屬性，還需要訪問表，而Oracle與Innodb則可以。

存儲系統

存儲系統是PostgreSQL的最底層模塊，它向下通過操作系統介面訪問物理數據，向上為上層模塊提供存儲操作的介面和函數。PostgreSQL對物理數據的訪問和操作都是通過其存儲系統模塊來進行的。

PostgreSQL存儲系統是由以下幾個子模塊所構成的：

1）頁面管理子模塊：對PostgreSQL緩衝區頁面的組織結構進行定義以及提供頁面操作的方法。

2）緩衝區管理子模塊：管理PostgreSQL的緩衝區，包括本地緩衝區和共享緩衝區。

3）存儲設備管理子模塊：資料庫記錄是存儲在存儲介質上的，存儲設備管理子模塊將屏蔽不同物理存儲設備（塊設備，流設備）介面函數的差異，向上層緩衝區管理子模塊提供統一的訪問介面函數。

4）文件管理子模塊：一般的操作系統對一個進程允許打開的文件數是有限制的，而PostgreSQL伺服器有些時候需要打開的文件數是很多的，因此PostgreSQL文件管理子模塊自身為了突破這個瓶頸，封裝了文件的讀寫操作，在這裡建立了一個LRU鏈表，通過一定的替換演演算法來對打開的文件進行管理，使得可以打開的文件數目不受操作系統平台的限制。

內存頁面

PostgreSQL內存頁面的默認大小是8kB。頁面的邏輯結構被定義成三個部分：頁首部（PageHeader）、元組記錄空間（ltem Space）以及特殊空間（Special Space）。

頁首部記錄了頁面的使用信息，這些信息由元組記錄空間和特殊空間的偏移量地址、頁面分佈格式版本號和頁面的事物日誌記載點等等所組成。

元組記錄空間是存儲元組信息的地方，在這裡面每個元組記錄被稱為一個ltem，Item由ltemld和元組數據組成，ltemld內部定義了元組在頁面中的偏移量、ltem指針的狀態以及元組項的比特位數長度。

特殊空間是為了頁面操作所需要的。為了其他模塊對頁面進行操作，PostgreSQL內部定義了一些頁面的操作函數。頁面的相關操作包括頁面初始化、頁面添加、修復和刪除。供其他子模塊進行調用。這裡值得關注的是頁面修復與頁面批量刪除的操作函數。為了實現這兩個操作函數，PostgreSQL專門定義了一個數據結構itemldSortData，它為方便在這兩個函數中對元組項Item實現降序排序而定義。

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主要特點

存儲系統

內存頁面

基本信息