PostgreSQL中Oid和Relfilenode的對映
技術標籤：資料庫postgresql
作者李傳成
中國PG分會認證專家，瀚高軟體資深核心研發工程師
https://zhuanlan.zhihu.com/p/342466054
PostgreSQL中的表會有一個RelFileNode值指定這個表在磁碟上的檔名（外部表、分割槽表除外）。一般情況下在pg_class表的relfilenode欄位可以查出這個值，但是有一些特定表在relfilenode欄位的查詢結果是0，這個部落格中將會探究這些特殊表relfilenode的核心處理。
正常表的Relfilenode
當我們建立一張普通表時，在pg_class系統表裡可以查詢出其relfilenode,可以看出在表剛剛建立時其oid和relfilenode都是16808，在磁碟上也可以查詢到16808這個檔案。事實上，這個檔案儲存了我們向表t2插入的資料。
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
[email protected]:/h2/pgpgpg/bin$ ll ../data/base/12835/16808
-rw-------+ 1 movead movead 0 12月 31 17:11 .. 在我們對一張表執行truncate，vacuum full等操作後，會重寫這個表的資料，會引發這個表relfilenode值的變更。如下測試可以看出truncate之後，t2表的relfilenode從16808變為了16811.
postgres=# truncate t2;
TRUNCATE TABLE
postgres=# select oid,relname,relfilenode from pg_class where relname = 't2';
oid | relname | 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，在核心中稱他們為Nail表。剩餘的表是在pg_global表空間裡的共享表。
pg_class表中relfilenode欄位的意義是為了告訴程式，某一張表在磁碟上儲存的檔名。比如我們查詢t2表時，一定會先到pg_class系統表中獲取其relfilenode，然後到磁碟找到這個檔案，然後開啟並掃描。可是如果我們想查詢pg_class系統表在磁碟上的檔名時，應該去哪找到它的relfilenode？在PostgreSQL中提供了一組函式介面進行oid和relfilenode的轉化。
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轉化為relfilenode，
通過pg_filenode_relation可以將relfilenode轉化為oid.
既然pg_class表中不儲存oid和relfilenode的對應關係，那麼PostgreSQL是怎麼樣儲存這個對映關係的呢？
Nail表Relfilenode的儲存機制
經過研究發現，在資料目錄裡存在著pg_filenode.map檔案，如下所示。
[email protected]:/h2/pgpgpg/data/base/12835$ ll pg_filenode.map
-rw-------+ 1 movead movead 512 12月 31 15:10 pg_filenode.map
[email protected]:/h2/pgpgpg/data/base/12835$
[email protected]:/h2/pgpgpg/data/global$ ll pg_filenode.map
-rw-------+ 1 movead movead 512 12月 31 15:10 pg_filenode.map
[email protected]:/h2/pgpgpg/data/global$
在global目錄下的pg_filenode.map檔案裡儲存了shared表的oid和relfilenode的對映關係，12835目錄下儲存了OID為12835的資料庫裡nail表的oid和relfilenode的對映關係。
pg_filenode.map檔案的結構為：
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;
結語
這個部落格主要闡述了在PostgreSQL中表的oid和relfilenode對映的兩種不同表現形式，你只要記住使用pg_relation_filenode()永遠會得到正確的結果，從pg_class系統表中查詢則可能會得到錯誤的結果。
瞭解更多PostgreSQL技術乾貨、熱點文集、行業動態、新聞資訊、精彩活動，請訪問中國PostgreSQL社群網站：www.postgresqlchina.com