Структура каталогов и файлов PostgreSQL#

СУБД PostgreSQL в разных операционных системах имеет практически идентичную структуру каталогов. В данной статье рассматривается стандартная структура каталогов для ОС Ubuntu 12.04.

По умолчанию PostgreSQL устанавливается в папку /var/lib/postgresql/<version>/main. Основной каталог СУБД содержит подкаталоги с пользовательскими данными и служебной информацией.

postmaster.opts - файл, в котором содержится командная строка с параметрами, с помощью которой была запущена СУБД.
Пример строки из файла postmaster.opts:
```
/usr/lib/postgresql/16/bin/postgres "-D" "/var/lib/postgresql/16/main" "-c" "config_file=/etc/postgresql/16/main/postgresql.conf"
```
PG_VERSION - файл, содержащий основной номер версии СУБД (к примеру, 16).
base - каталоги внутри base/ соответствуют OID баз данных. Это физические директории, где хранятся файлы таблиц, индексов и т.д. для каждой базы.

Имена подкаталогов соответствуют OIDам баз данных:
```
root@server: /var/lib/postgresql/16/main/base# ls
1/  12065/  12070/  16384/  24580/
```
```
user=# select oid, datname from pg_database;
oid  |  datname
-------+-----------
    1 | template1
12065 | template0
12070 | postgres
16384 | user
24580 | t1
(5 rows)
```
global - каталог global/ содержит данные, общие для всех БД — например, pg_database, pg_authid и др.
В PostgreSQL 10 и выше pg_clog переименован в pg_xact и содержит информацию о статусах транзакций (по 2 бита на каждую). Статус транзакции может иметь следующие значения:
- транзакция стартовала;
- транзакция успешно завершена;
- транзакция отменена;
- подтранзакция успешно завершена.
Количество хранимых транзакций ограничено параметром autovacuum_freeze_max_age (максимальное значение ~ 2 миллиарда), который в свою очередь регулирует работу автовакума. Поэтому максимальный размер файла может быть ~ 0.5 ГБ.
pg_multixact - каталог, содержащий информацию, необходимую для координации работы параллельных транзакций (используется для хранения SHARED ROW LOCKS).
pg_notify - каталог, в котором хранится информация для поддержки работы LISTEN/NOTIFY.
pg_serial - каталог, содержащий информацию о завершенных последовательных (serializable) транзакциях.
pg_snapshots - каталог, в котором хранятся экспортированные снапшоты.

Файлы создаются при вызове процедуры pg_export_snapshot() и существуют до окончания транзакции.

Ниже представлена последовательность действий, позволяющая понять, как появляются и исчезают файлы в этом каталоге.

Экспорт снапшота в транзакции:
```
BEGIN
user=# SELECT pg_export_snapshot();
pg_export_snapshot
--------------------
00000312-1
(1 row)
```
В каталоге появился файл, в котором содержится информация о снапшоте:
```
root@server: /var/lib/postgresql/16/main/pg_snapshots# ls
00000312-1

root@server: /var/lib/postgresql/16/main/pg_snapshots# cat 00000312-1

xid:786
dbid:16384
iso:1
ro:0
xmin:786
xmax:786
xcnt:0
sof:0
sxcnt:0
rec:0
```
Отмена транзакции:
```
user=# rollback;
ROLLBACK
```
Файл удален:
```
root@server: /var/lib/postgresql/16/main/pg_snapshots# l
----
```
pg_stat_tmp - каталог, содержащий информацию необходимую для поддержания работы системы статистики. Сборщик статистики использует этот каталог для передачи информации другим процессам СУБД. Этот каталог может быть перемещен в оперативную память для уменьшение нагрузки на жесткий диск.
pg_subtrans - каталог, в котором хранится информация о подтранзакциях
pg_tblspc - в каталоге хранятся символьные ссылки на табличные пространства (tablespaces).

Ниже показана последовательность действий, демонстрирующая, как в этом каталоге появляются файлы.

Создается табличное пространство:
```
user=# CREATE TABLESPACE tmp LOCATION '/home/user/1';
CREATE TABLESPACE
```
Получается список табличных пространств:
```
user=# select oid, spcname  from pg_tablespace;
oid  |  spcname
-------+------------
1663 | pg_default
1664 | pg_global
27936 | tmp
(3 rows)
```
Для каждого пользовательского табличного пространства в каталоге создается символьная ссылка на заданный каталог, именем этой ссылки является OID этого табличного пространства.
```
/var/lib/postgresql/16/main/pg_tblspc# ll
total 8
drwx------  2 postgres postgres 4096 Nov  4 09:51 ./
drwx------ 15 postgres postgres 4096 Nov  4 07:05 ../
lrwxrwxrwx  1 postgres postgres   13 Nov  4 09:51 27936 -> /home/user/1/
```
pg_twophase - каталог содержит информацию о подготовленных транзакциях для двухфазного коммита.
Каталог pg_xlog (в PostgreSQL 10+ — pg_wal) содержит WAL-файлы (журнал предзаписи).