赵渝强老师，openGauss的逻辑存储结构是怎样的？

openGauss的逻辑存储结构主要是指数据库中的各种数据库对象，包括：数据库集群、数据库、表、索引、视图等等。所有数据库对象都有各自的对象标识符oid（object identifiers）,它是一个无符号的四字节整数，相关对象的oid都存放在相关的系统目录表中，比如数据库的oid和表的oid分别存放在pg_database,pg_class表中。 点击这里查看视频讲解：【赵渝强老师】高斯数据库（openGauss）的逻辑存储结构 下面对openGauss数据库中的各种逻辑存储结构进行说明。 一、 数据库集群-Database Cluster 它也叫数据库集簇，是指由单个OpenGauss数据库服务器实例管理的所有数据库集合。组成数据库集群的这些数据库使用相同的全局配置文件和监听端口、共用数据库的后台线程和内存结构。一个数据库集群可以包括：多个数据库、多个用户以及数据库中的所有对象。 在文件系统术语中，一个数据库集群是一个单一目录，该目录称之为数据目录或数据区域，所有数据都将被存储在该目录中。它没有默认的位置，其文件系统位置可以由-D选项或者环境变量PGDATA指定，例如： [postgres@opengauss gaussdb]$ pwd /home/postgres/training/gaussdb [postgres@opengauss gaussdb]$ bin/gs_ctl -D data/single_node/ -l logfile start 二、 数据库-Database 在OpenGauss中，数据库本身也是数据库对象。不同的数据库在逻辑上彼此分离，除数据库之外的其他数据库对象（例如：表、索引等等）都属于它们各自的数据库。通过下面的语句可以查看OpenGauss数据库服务器中已存在的数据库。 （1）登录OpenGauss。 bin/gsql -d postgres （2）查看OpenGauss中已有的数据库。 openGauss=# \l # 输出的信息如下： List of databases Name | Owner | Encoding |...... -----------+----------+----------+------ finance | postgres | UTF8 |...... postgres | postgres | UTF8 |...... school | postgres | UTF8 |...... scott | postgres | UTF8 |...... template0 | postgres | UTF8 |...... template1 | postgres | UTF8 |...... | | |...... (6 rows) 三、 表空间-Tablespace 表空间是一个目录，在一个数据库集群中可以存在多个表空间。它里面存储的是数据库的各种物理文件。每个表空间可以对应多个数据库。表空间用作把逻辑上相关的数据结构放在一起。在数据库集群初始化的时候，会自动创建pg_default和pg_global两个表空间。其中： pg_global：该表空间用于存放系统表。 pg_default：创建表时的默认表空间，该表空间的物理文件存储在数据目录中的base目录中，如：/home/postgres/training/gaussdb/data/single_node/base。 下面通过具体的操作来演示如何查看OpenGauss中已有的表空间和如何创建自己的表空间。 （1）登录OpenGauss。 bin/gsql -d postgres （2）查看PostgreSQL中已有的表空间。 openGauss=# \db # 输出的信息如下： List of tablespaces Name | Owner | Location ------------+----------+---------- pg_default | postgres | pg_global | postgres | (2 rows) （3）创建自己的表空间。 openGauss=# create tablespace mydemotbs location '/home/postgres/training/mydemotbs'; （4）在mydemotbs 表空间上创建表。 openGauss=# create table testtable1(tid int primary key,tname text) tablespace mydemotbs; （5）再次查看openGauss中已有的表空间。 openGauss=# \db # 输出的信息如下： List of tablespaces Name | Owner | Location ------------+----------+----------------------------------- mydemotbs | postgres | /home/postgres/training/mydemotbs pg_default | postgres | pg_global | postgres | (3 rows) （6）将该表空间设置为默认的表空间。 openGauss=# set default_tablespace = mydemotbs; （7）查询表空间信息。 openGauss=# select * from pg_tablespace; # 输出的信息如下： spcname | spcowner | spcacl | spcoptions | spcmaxsize | relative ------------+----------+--------+------------+------------+------- pg_default | 10 | | | | f pg_global | 10 | | | | f mydemotbs | 10 | | | | f (3 rows) （8）使用\db+命令查看表空间的详细信息，输出的信息如下： # 命令中的加号表示显示详细信息。 openGauss=# \x Expanded display is on. openGauss=# \db+ # 输出的信息如下： List of tablespaces -[ RECORD 1 ]-----+---------------------------------- Name | mydemotbs Owner | postgres Location | /home/postgres/training/mydemotbs Access privileges | Description | -[ RECORD 2 ]-----+---------------------------------- Name | pg_default Owner | postgres Location | Access privileges | Description | -[ RECORD 3 ]-----+---------------------------------- Name | pg_global Owner | postgres Location | Access privileges | Description | 四、 模式-Schema 模式Schema是数据库中的命名空间，在数据库中创建的所有对象都是在Schema中创建。一个用户可以从同一个客户端连接中访问不同的Schema。而不同的Schema中可以有多个同名的表、索引、视图、序列、函数等等各种不同的数据库对象。可以通过下面的方式来查看当前数据库的Schema。 openGauss=# \dn # 输出的信息如下： List of schemas Name | Owner -----------------+-------- blockchain | postgres coverage | postgres cstore | postgres db4ai | postgres dbe_perf | postgres dbe_pldebugger | postgres dbe_pldeveloper | postgres dbe_sql_util | postgres myuser | myuser pkg_service | postgres public | postgres snapshot | postgres sqladvisor | postgres (13 rows) 在默认情况下，OpenGauss会自动创建12个模式。下表说明了其中主要模式的功能和作用。 下面的步骤将创建一个新的模式，并在该模式下创建一张表。 （1）创建一个新的模式。 openGauss=# create schema myschema; （2）在该模式下创建一张表。 openGauss=# create table myschema.test1(tid int); （3）查看指定模式下的表。 openGauss=# \dt myschema.* List of relations Schema | Name | Type | Owner | Storage ----------+-------+-------+---------+---------------------------------- myschema | test1 | table |postgres | {orientation=row,compression=no} (1 row) 五、 段-Segment 一个段是分配给一个逻辑结构，如：一个表、一个索引或其他对象的一组区，它是数据库对象使用空间的集合。段可以有表段、索引段、回滚段、临时段和高速缓存段等，而最常用的段就是表段和索引段。 六、 区-Extent 区是数据库存储空间分配的一个逻辑单位，它由连续数据块所组成。一个段是由一个或多个磁盘盘区组成。当一段中间所有空间已完全使用，OpenGauss会自动为该段分配一个新的磁盘盘区范围。 七、 块-Block（Page） 数据块是openGauss管理数据文件中存储空间的单位，为数据库使用的I/O的最小单位。数据库是最小的逻辑存储单位，其默认值8K。通过参数block_size可以查看当前数据库的数据块大小。 openGauss=# show block_size; block_size ------------ 8192 (1 row) 在OpenGauss中，数据的读写是以数据块为最小单位。在编译openGauss时通过指定BLCKSZ参数大小将决定数据块的大小。每个表文件由都由BLCKSZ字节大小的数据块组成。在分析型数据库中，适当增加BLCKSZ大小可以小幅度提升数据库的性能。 八、 数据库对象-Database Object openGauss提供了各种数据库对象，如表、视图、索引、序列、函数等等。在openGauss中的所有数据库对象都由各自的对象标识符（oid）进行内部的管理。数据库的oid存储在pg_database系统表中，可以通过下面的语句进行查询。 openGauss=# select oid,datname from pg_database; # 输出的信息如下： oid | datname -------+----------- 1 | template1 16384 | school 16420 | finance 14809 | template0 16470 | scott 14814 | postgres (6 rows) 而数据库中的表、索引、序列等数据库对象的oid则存在了pg_class系统表中，例如可以通过下面的语句查询前面创建的testtable1表的OID。 openGauss=# select oid,relname,relkind,relfilenode from pg_class where relname ='testtable1'; # 输出的信息如下： oid | relname | relkind | relfilenode -------+------------+---------+------------- 16517 | testtable1 | r | 16517 (1 row)