PostgreSQL索引物理佈局

Question

我想了解PostgreSQL物理索引布局是如何的。我所知道的是索引是作爲B樹數據結構的一組頁面的一部分存儲的。我想了解如何真空影響指數。它有助於控制它的大小嗎？

Answer 1

B-tree索引是十年前的技術，所以網絡搜索會帶來很多很好的詳細描述。簡而言之：

B樹是平衡樹索引頁（在PostgreSQL的8KB），也就是樹的每個分支都有相同的深度。 樹通常是上下顛倒的，起始（頂部）節點是根節點，底部的頁面被稱爲葉節點。 樹的每個級別分割搜索空間;級別越深，分區越精細，直到在葉節點中達到各個索引條目。 索引頁中的每個條目都指向一個表條目（在葉節點中）或下一級別的另一個索引頁。

這是深中三指數的草圖，但記住以下幾點：

• 一些節點被省略，在現實中所有葉子節點都在3
• 水平實際上這裏不三個條目（鍵）中的一個節點，但大約100

 

個

         ┌───────────┐ 
       level 1 (root node) │ 20 75 100 │ 
            └───────────┘ 
            ╱ ╱ │  ╲ 
            ╱ ╱ │  ╲ 
           ╱ ╱  │  ╲ 
        ┌───────────┐┌─────┐┌──────────┐┌─────┐ 
      level 2 │ 5 10 15 ││ ... ││ 80 87 95 ││ ... │ 
        └───────────┘└─────┘└──────────┘└─────┘ 
             ╱ ╱ │ ╲ 
             ╱ ╱ │  ╲ 
            ╱ ╱  │  ╲ 
          ┌─────┐┌─────┐┌──────────┐┌─────┐ 
     level 3 (leaf nodes) │ ... ││ ... ││ 89 91 92 ││ ... │ 
          └─────┘└─────┘└──────────┘└─────┘ 

一些注意事項：

• 指針到一個新的水平實際上是在項目之間的差距，在索引中搜索就像「向下鑽取」正確的葉子頁。
• 每個節點ia也與它的同胞連接，以便於插入和刪除節點。
• 當一個節點已滿時，它被分成兩個新節點。這種分裂可以遞增，甚至到達根節點。當根節點被拆分時，索引的深度增加1.
• 在現實生活中，B樹索引的深度幾乎不能超過5.
• 當索引條目被刪除時，剩餘的空白空間。有些技術可以通過加入頁面來加以鞏固，但這很棘手，而PostgreSQL不會那樣做。

現在你的問題：

當一個表（堆）項由VACUUM刪除，因爲它不是任何活動快照可見，在指數中的相應條目被移除。這會在索引中產生空的空間，可以被未來的索引條目重複使用。

可以刪除空索引頁面，但索引的深度永遠不會減小。因此，批量刪除可以（VACUUM已完成其工作後）減少索引大小，但更可能導致臃腫索引頁面只包含幾個鍵和大量的空白空間。

一定數量的指數膨脹（高達50％以上）是正常的，但如果像海量更新和刪除這樣的異常使用模式導致指數膨脹不良，則必須用REINDEX重寫指數，從而擺脫的膨脹。不幸的是，這個操作會鎖定索引，這樣所有的併發訪問都會被阻塞，直到完成。