postgresql元数据如何组织存储_postgresql系统目录结构讲解

PostgreSQL元数据存储在系统目录中，核心表包括pg_class、pg_attribute、pg_type等，用于管理数据库对象结构与关系，通过OID标识对象，结合系统视图和information_schema提供易用接口，是数据库自我描述和运行依赖的基础。

PostgreSQL 的元数据存储在一组被称为“系统目录”的内部表中，这些表记录了数据库对象的结构信息，如表、索引、函数、用户权限等。这些系统目录是 PostgreSQL 自我描述的核心，数据库自身依赖它们来管理对象和执行查询解析。理解其组织方式有助于深入掌握 PostgreSQL 的工作机制。

系统目录的基本概念

PostgreSQL 中的系统目录本质上是特殊的系统表，位于 pg_catalog 模式下。它们由数据库在初始化集群时自动创建，并在对象操作（如 CREATE、ALTER、DROP）过程中自动维护。

用户通常不会直接插入或更新这些表（也不建议手动修改），所有变更都应通过标准 SQL 命令触发，由系统自动同步元数据。

核心系统目录表及其作用

以下是一些关键的系统目录表及其主要用途：

• pg_class：存储所有表、索引、序列、视图等关系对象的信息。关键字段包括 relname（对象名）、relkind（对象类型：r=普通表，i=索引，v=视图，S=序列）、relpages（占用页数）、reltuples（估算行数）等。
• pg_attribute：记录每个表的列信息。每行对应一个字段，包含 attname（列名）、atttypid（数据类型 OID）、attnum（列序号）、attlen（存储长度）等。主键、非空约束等部分信息也在此表中标记。
• pg_type：定义所有数据类型，包括内置类型（int4, text）和用户自定义类型。字段如 typname、typlen、typcategory 等用于类型解析与执行计划生成。
• pg_namespace：存储模式（schema）信息，如 public、pg_catalog、information_schema。每个对象所属的 schema 都通过 relnamespace 字段关联到此表。
• pg_index：专门描述索引结构，记录索引与表的映射关系，包含 indexrelid（索引 OID）、indrelid（表 OID）、indkey（索引字段序号数组）等。
• pg_constraint：保存主键、外键、唯一、检查等约束信息。通过 conrelid 关联表，conkey 指定涉及的列。
• pg_roles 和 pg_authid：管理角色与权限。常用视图 pg_roles 提供可读的角色列表，包括登录权限、超级用户标志等。
• pg_database：记录集群中所有数据库的信息，如数据库名、编码、表空间、连接限制等。

系统视图与信息模式

直接查询系统目录虽然可行，但复杂且易出错。PostgreSQL 提供了更高层的封装：

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• 系统信息视图：如 pg_tables、pg_indexes、pg_views 等，简化常用元数据查询。例如：
  SELECT * FROM pg_tables WHERE schemaname = 'public';
• information_schema：遵循 SQL 标准的元数据视图集合，跨数据库兼容性好。常用表如 tables、columns、key_column_usage 等。
  示例：SELECT table_name, column_name FROM information_schema.columns WHERE table_schema = 'public';

OID 与对象标识机制

PostgreSQL 使用 OID（Object Identifier）作为系统内部的对象唯一标识。大多数系统目录表的主键是 OID 或依赖 OID 关联。例如：

• pg_class.oid 表示一张表的唯一 ID。
• pg_attribute.attrelid 引用的是该列所属表在 pg_class 中的 OID。

虽然现代应用多使用名称或组合键定位对象，但在底层执行计划、系统函数调用中，OID 仍广泛使用。

基本上就这些。了解 PostgreSQL 元数据的组织方式，能帮助你更准确地诊断问题、编写管理脚本或理解执行计划的生成过程。不复杂但容易忽略。

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