我們知道postgresql數據庫通過數據多版本實現mvcc，pg又沒有undo段，老版本的數據元組直接存放在數據頁面中，這樣帶來的問題就是舊元組需要不斷地進行清理以釋放空間，這也是數據庫膨脹的根本原因。本文簡單介紹一下postgresql數據庫的元組、頁面的結構以及索引查找流程。
元組結構
元組，也叫tuple，這個叫法是很學術的叫法，但是現在數據庫中一般叫行或者記錄。下面是元組的結構：
typedef struct HeapTupleFields
{
TransactionId t_xmin; /* inserting xact ID */
TransactionId t_xmax; /* deleting or locking xact ID */
union
{
CommandId t_cid; /* inserting or deleting command ID, or both */
TransactionId t_xvac; /* old-style VACUUM FULL xact ID */
} t_field3;
} HeapTupleFields;
struct HeapTupleHeaderData
{
union
{
HeapTupleFields t_heap;
DatumTupleFields t_datum;
} t_choice;
ItemPointerData t_ctid; /* current TID of this or newer tuple (or a
* speculative insertion token) */
/* Fields below here must match MinimalTupleData! */
#define FIELDNO_HEAPTUPLEHEADERDATA_INFOMASK2 2
uint16 t_infomask2; /* number of attributes + various flags */
#define FIELDNO_HEAPTUPLEHEADERDATA_INFOMASK 3
uint16 t_infomask; /* various flag bits, see below */
#define FIELDNO_HEAPTUPLEHEADERDATA_HOFF 4
uint8 t_hoff; /* sizeof header incl. bitmap, padding */
/* ^ - 23 bytes - ^ */
#define FIELDNO_HEAPTUPLEHEADERDATA_BITS 5
bits8 t_bits[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER]; /* bitmap of NULLs */
/* MORE DATA FOLLOWS AT END OF STRUCT */
};
t_xmin：代表插入此元組的事務xid；
t_xmax：代表更新或者刪除此元組的事務xid，如果該元組插入後未進行更新或者刪除，t_xmax=0；
t_cid：command id，代表在當前事務中，已經執行過多少條sql，例如執行第一條sql時cid=0，執行第二條sql時cid=1；
t_ctid：保存着指向自身或者新元組的元組標識（tid），由兩個數字組成，第一個數字代表物理塊號，或者叫頁面號，第二個數字代表元組號。在元組更新後tid指向新版本的元組，否則指向自己，這樣其實就形成了新舊元組之間的“元組鏈”，這個鏈在元組查找和定位上起着重要作用。
瞭解了元組結構，再簡單瞭解下元組更新和刪除過程。
更新過程
上圖中左邊是一條新插入的元組，可以看到元組是xid=100的事務插入的，沒有進行更新，所以t_xmax=0，同時t_ctid指向自己，0號頁面的第一號元組。右圖是發生xid=101的事務更新該元組後的狀態，更新在pg裏相當於插入一條新元組，原來的元組的t_xmax變爲了更新這條事務的xid=101，同時t_ctid指針指向了新插入的元組（0,2），0號頁面第二號元組，第二號元組的t_xmin=101（插入該元組的xid），t_ctid=（0,2），沒有發生更新，指向自己。
刪除過程
上圖代表該元組被xid=102的事務刪除，將t_xmax設置爲刪除事務的xid，t_ctid指向自己。
頁面結構
下面再來看看頁面的結構
從上圖可以看到，頁面包括三種類型的數據
1.header data：數據頭是page生成的時候隨之產生的，由pageHeaderData定義結構，24個字節長，包含了page的相關信息，下面是數據結構：
typedef struct PageHeaderData
{
/* XXX LSN is member of *any* block, not only page-organized ones */
PageXLogRecPtr pd_lsn; /* LSN: next byte after last byte of xlog
* record for last change to this page */
uint16 pd_checksum; /* checksum */
uint16 pd_flags; /* flag bits, see below */
LocationIndex pd_lower; /* offset to start of free space */
LocationIndex pd_upper; /* offset to end of free space */
LocationIndex pd_special; /* offset to start of special space */
uint16 pd_pagesize_version;
TransactionId pd_prune_xid; /* oldest prunable XID, or zero if none */
ItemIdData pd_linp[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER]; /* line pointer array */
} PageHeaderData;
pd_lsn: 存儲最近改變該頁面的xlog位置。
pd_checksum：存儲頁面校驗和。
pd_lower，pd_upper：pd_lower指向行指針（line pointer）的尾部，pd_upper指向最後那個元組。
pd_special: 索引頁面中使用，它指向特殊空間的開頭。
2.line pointer：行指針，四字節，每一條元組會有一個行指針指向真實元組位置。
3.heap tuple：存放真實的元組數據，注意元組是從頁面的尾部向前堆積的，元組和行指針之間的是數據頁的空閒空間。
索引查找
看了頁面和元組結構，再看看索引的結構。
以上圖爲例，索引的數據包含兩部分（key=xxx，TID=(block=xxx,offset=xxx)），key表示真實數據，tid代表指向數據行的指針，具體block代表頁面號，offset代表行偏移量，指向數據頁面的line pointer，比如執行下面的查詢語句
select * from tbl where id=1000;
key=1000，根據key值在索引中找到tid爲5號頁面的1號元組，再通過一號元組行指針找到元組1，檢查元組1的t_ctid字段，發現指向了新的元組2，於是定位到真實元組數據2。
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