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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。下图展示了openGauss数据库的逻辑存储结构。

【赵渝强老师】高斯数据库（openGauss）的数据库集群

金仓数据库实例初始化的时候会创建一个目录，通常都会在系统配置相关的环境变量$KINGBASEDATA来表示。当数据库初始化完成后，会在这个目录生成相关的子目录以及一些文件。下图展示了金仓数据库的物理结构。金仓数据库的物理存储结构主要是指硬盘上存储的文件，包括：数据文件、日志文件、参数文件、控制文件、WAL预写日志文件等等。其中日志文件又分为运行日志、WAL预写日志、事务日志和服务器日志。下面重点介绍一下金仓数据库的运行日志文件。

【赵渝强老师】金仓数据库的运行日志文件

PostgreSQL从开始就设计成可以扩展的。因此，加载到数据库的扩展可以像它们被打包在数据库里一样。PostgreSQL源代码的contrib/目录里面有大量这种扩展。该目录下的README文件包含PostgreSQL扩展的相应帮助信息。它们包含转换工具、全文索引、XML工具、额外的数据类型和索引方法等等。PostgreSQL也支持单独开发额外的扩展。

【赵渝强老师】PostgreSQL的数据预热扩展pg_prewarm

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。视频讲解如下：

【赵渝强老师】高斯数据库（openGauss）的逻辑存储结构

openGauss是基于PostgreSQL开发的，因此这里可以拿PostgreSQL来比较学习它的体系结构，这样比较容易理解。openGauss的体系架构中最重要的就是数据的存储结构，而数据存储结构分为逻辑存储结构和物理存储存储。其中，逻辑存储结构是数据库内部的组织和管理数据的方式；而物理存储结构是操作系统中组织和管理数据的方式。openGauss的主要结构如下图所示。

【赵渝强老师】高斯数据库（openGauss）的体系架构

在PostgreSQL中删除行的时候，这些行只是被标记为“dead”，而不是真正从物理存储上进行删除了，因而空间也没有真的被释放回收。在PostgreSQL中除非进行自动的auto vacuum或者是手动的vacuum，否则数据块所占用的物理空间不会被回收。因此在物理存储空间被回收之前，会导致存储空间中存在很多空洞。如果表结构中包含动态长度字段，那么这些空洞甚至可能不能被PostgreSQL重新用来存储新的行。因此，大量随机的DELETE操作，必然会在数据文件中造成不连续的空白空间。而当插入数据时,这些空白空间也不会被利用起来，于是造成了数据的存储位置不连续。物理存储顺序与逻辑上的排序顺序不同,这种就是数据碎片。

【赵渝强老师】PostgreSQL中表的碎片

数据库实例初始化的时候会创建一个目录，通常都会在系统配置相关的环境变量$KINGBASE_DATA来表示。当数据库初始化完成后，会在这个目录生成相关的子目录以及一些文件。下图就是金仓数据库的物理结构：

【赵渝强老师】国产金仓数据库的物理存储结构

金仓数据库中包含各种数据库对象，常见的KingBase对象有：数据库、模式、表、索引、视图、存储过程、存储函数和触发器等等。这里将介绍金仓数据库中常见的数据库对象以及如何使用它们。视频讲解如下：

【赵渝强老师】国产金仓数据库的数据库对象

KingBaseES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sys_database,sys_class表中。

【赵渝强老师】国产金仓数据库的段、区、块

金仓数据库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sys_database,sys_class表中。下图展示了金仓数据库的逻辑存储结构。

【赵渝强老师】国产金仓数据库的模式

在金仓数据库中，数据库在逻辑上分成多个存储单元，该单元称作表空间。表空间用作把逻辑上相关的数据结构放在一起。数据库逻辑上是由一个或多个表空间组成。在数据库初始化的时候，会自动创建sys_default、sys_global和sysaudit三个表空间。

【赵渝强老师】国产金仓数据库的表空间

创建数据库时实际上通过拷贝一个已有数据库进行工作的。在默认情况下，将拷贝名为template1的标准系统数据库。所以该数据库是创建新数据库的“模板”。如果为template1数据库增加对象，这些对象将被拷贝到后续创建的用户数据库中。这种行为允许对数据库中标准对象集合的进行修改。例如，如果把过程语言PL/Perl安装到template1中，那么在创建用户数据库后不需要额外的操作就可以使用该语言。

【赵渝强老师】金仓数据库的数据库

【赵渝强老师】国产金仓数据库的数据库集群

金仓数据库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sys_database,sys_class表中。下图展示了KingBaseES数据库的逻辑存储结构。

【赵渝强老师】国产金仓数据库的逻辑存储结构

金仓数据库作为国产数据库中非常重要的一员，其地位也非常的重要。尤其随着开源运动的兴起，KingbaseES在数据库领域显示出举足轻重的地位。这也很好地促进了金仓数据库的发展。

【赵渝强老师】国产金仓数据库的体系架构

在并发环境下为了解决并发一致性问题保证事务的隔离性，PostgreSQL采用了锁的机制。当一个事务在进行操作时会对操作的数据进行加锁，从而限制另一个事务的操作。为保证效率和想，加锁的粒度不宜太大。加锁的意义就在于当多个会话同时访问数据库的同一数据时，为所有会话提供高效的数据访问，并同时维护严格的数据一致性，从而实现数据的多版本并发控制。

【赵渝强老师】PostgreSQL锁的类型

金仓数据库管理系统KingBaseES（简称KES）是中电科金仓（北京）科技股份有限公司（简称电科金仓）研发的、具有自主知识产权的、获得自主原创资质认证的通用数据库产品。KingBaseES数据库作为国产数据库中非常重要的一员，其地位也非常的重要。这里来介绍一下新上线的课程《国产金仓数据库从零开始》。视频讲解如下：

【赵渝强老师】“国产金仓数据库”从零开始

PostgreSQL的内存结构分为两种不同的类型，它们分别是本地内存和共享内存。它们的关系如下图所示：

【赵渝强老师】PostgreSQL的内存结构

Greenplum本质上是一个基于PostgreSQL的关系型数据库集群，实际上是由多个独立的数据库服务组合而成的一个逻辑数据库。与Oracle的RAC不同，这种数据库集群采取的是MPP（Massively Parallel Processing，大规模并行处理）架构。Greenplum最大的特点就是基于低成本的开放平台基础上提供强大的并行数据计算性能和海量数据管理能力。下图展示了Greenplum的体系架构。

【赵渝强老师】基于PostgreSQL的MPP集群：Greenplum

PostgreSQL中的WAL是Write Ahead Logging的缩写，即预写日志，它是保证数据完整性的一种标准方法。简单来说就是在PostgreSQL数据库中要对数据文件进行修改时必须先写入WAL日志信息，即当WAL日志记录完成了持久化，刷新到永久储存之后才能更改数据文件。根据这个原则就不需要在每次提交事务的时候都刷新数据到磁盘。因为当数据库出现宕机发生数据丢失时，可以重新执行WAL日志来达到恢复数据库的目的。因此WAL日志也可以叫做redo重做日志，因为任何没有写到数据文件上的改动都可以根据日志记录进行重做。在默认的情况下，单个WAL预写日志文件的大小是16M，通过参数wal_segment_size决定。

【赵渝强老师】PostgreSQL数据库的WAL日志与数据写入的过程

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