一、了解pg表的构造¶

1.1 表中的系统字段¶

pg中每个表都有多个系统字段，这些字段是由系统隐式定义的记住点：因为表中已隐含这些名字的字段，所以用户定义的名称不能与这些字段的名称相同

系统字段

oid：行对象标识符（对象ID）
不一定有：需要创建表时使用了“with oids”或配置参数“default_with_oids”的值为真
tableoid：包含本行的表的oid
xmin：插入该行版本的事务ID。
xmax：删除此行时的事务ID
如果查询出来此字段不为0，则可能是删除这行的事务还未提交，或者是删除此行的事务回滚了
cmin：事务内部的插入类操作的命令ID
cmax：事务内部的删除类操作的命令ID
ctid：一个行版本在它所处的表内的物理位置

1.2 重点讲解oid、xmin、xmax、cmin、cmax、ctid¶

1.2.1 oid¶

PostgreSQL在内部使用对象标识符（OID）作为各种系统表的主键用户可以在建表时使用“with oids”选项为表增加oid字段

oid的问题：

oid类型用一个4字节的无符号整数实现，不能提供大数据范围内的唯一性保证，甚至在单个的大表中也不行

不同表的oid字段生成的序列值是全局的，就好像所有的oid都使用了一个全局的序列，

create table t3(id int ) with oids;

14以后

create table t3(id int) with(oids=true);

1.2.2 ctid¶

ctid表示数据行在它所处的表内的物理位置，

尽管ctid可以非常快速地定位数据行，但每次VACUUM FULL之后，数据行在块内的物理位置会移动，所以ctid 是不能作为长期的行标识符的

查询

select ctid, id from t limit 10;

查询第10个物理块的第2行内容

select ctid, id from testtab01 where ctid='(10,2)';

利用ctid删除重复数据

create table t (id int);
insert into t values(2),(3),(4),(2),(1),(3);
DELETE FROM t a WHERE a.ctid <> (SELECT min(b.ctid) FROM t b WHERE a.id = b.id);

1.2.3 xmin、xmax、cmin、cmax¶

xmin、xmax、cmin、cmax这4个字段在多版本实现中用于控制数据行是否对用户可见

新插入一行时，将新插入行的xmin填写为当前的事务ID，xmax填“0” insert into t values(8);

elect xmin,xmax,id from t;

修改这一行时，实际上新插入一行，原数据行上的xmin不变，xmax改为当前的事务ID，新数据行上的xmin填为当前的事务ID，xmax填“0”

update t set id=10 where id=8;

删除一行时，把被删除行上的xmax填写当前的事务ID。

简单理解：

xmin就是标记插入数据行的事务ID，而xmax就是标记删除数据行的事务ID

那“cmin”和“cmax”？

cmin和cmax用于判断同一个事务内的不同命令导致行版本的变化是否可见

二、多版本并发控制（MVCC）¶

2.1 多版本并发控制的原理¶

不一致读问题

用户一：在写数据写到一半用户二：开始读数据，读到了用户一写到一半的数据，这时候，用户二读到的数据就是一个不一致的数据如何解决：使用读写锁，写的时候不允许读，正在读的时候也不允许写

也带来了问题无法实现并行 --引入了并行读写的机制-mvcc

2.2 mvcc的实现方式¶

写新数据时，把原数据移到一个单独的位置，如回滚段中，其他用户读数据时，从回滚段中把原数据读出来
写新数据时，原数据不删除，而是把新数据插入进来

PostgreSQL数据库使用的是第二种方法 --vacuum机制的诞生

2.3 pg mvcc的实现原理¶

PostgreSQL中的多版本实现是通过把原数据留在数据文件中，新插入一条数据来实现多版本的功能的每张表中的4个系统字段“xmin”“xmax”“cmin”“cmax”，这4个字段就是为多版本的功能而添加的当两个事务同时访问记录时，通过参考xmin和xmax的标记判断记录的版本，根据版本号与自己当前的事务标

识进行比较，确定自己的数据权限

当删除数据时，记录并没有从数据块中被删除，空间也没有立即释放如何释放pg的脏数据空间？

是不是需要想mysql innodb一样需要重建表

答案：肯定是不需要

引入了之前讲的Vaccum进程，默认 PostgreSQL数据库中的AutoVacuum是打开的

当一个表更新量达到一定值时，AutoVacuum自动回收空间

重要点： pg中，若一个事务执行失败，在数据文件中该事务产生的数据并不会在事务回滚时被清理掉

为什么要这样做直接在事务提交时把这些数据标记成有效，而在事务回滚时把这些数据标记成无效

这里也主要是出于效率的考虑，是pg的优势当然也会有一定劣势-后面会提到如果不清理的情况下，pg怎么知道这些数据是有效还是无效的？

数据行上记录了xmin和xmax，只需了解xmin和xmax对应的事务是成功提交还是回滚了，就可以知道这些数据行是否有效

PostgreSQL把事务状态记录在Commit Log中，简称CLOG，CLOG在数据目录的pg_commit_ts子目录下记录的事务状态有四种：

TRANSACTION_STATUS_IN_PROGRESS=0x00：表示事务正在进行中。 TRANSACTION_STATUS_COMMITTED=0x01：表示事务已提交。 TRANSACTION_STATUS_ABORTED=0x02：表示事务已回滚。 TRANSACTION_STATUS_SUB_COMMITTED=0x03：表示子事务已提交。

2.4 PostgreSQL多版本的优劣¶

优势

事务回滚可以立即完成，无论事务进行了多少操作
数据可以进行很多更新，不必像Oracle和InnoDB那样需要经常保证回滚段不会被用完

劣势

旧版本数据需要清理。PostgreSQL清理旧版本称为VACUUM，并提供了VACUUM命令进行清理
旧版本的数据会导致查询更慢一些，因为旧版本的数据存储于数据文件中，查询时需要扫描更多的数据块

PostgreSQL MVCC 原理入门：系统字段、快照与多版本并发控制