PG表空间

PG表空间

在PostgreSQL中，表空间（tablespace）是一个非常重要的概念。它允许数据库管理员在文件系统中定义用来存放表示数据库对象的文件的位置。具体来说，表空间实质上就是为数据库对象（如表、索引、序列等）指定一个存储目录。

创建表空间后，可以在创建数据库对象时通过名称引用该表空间。这使得管理员可以控制PostgreSQL安装的磁盘布局，从而优化存储和性能。例如，在初始化集群时如果分区或卷空间不足且无法扩展，则可以通过使用不同的表空间将数据存储到其他地方。

默认情况下，PostgreSQL会创建两个主要的表空间：pg_default 和 pg_global。pg_default 主要用于存储用户的数据和系统目录对象，而 pg_global 则用于所有数据库共享的系统目录。此外，还可以根据需要创建自定义的表空间来满足特定的业务需求。

值得注意的是，虽然Oracle数据库中的表空间也有类似的功能，但在逻辑结构上并没有实际意义，只是用来定义文件路径以达到分散IO的作用。因此，在PostgreSQL中管理表空间时，需要特别注意其物理布局和性能影响。

总结而言，表空间在PostgreSQL中起到了关键作用，不仅帮助管理员合理分配磁盘资源，还提高了数据库的整体性能和可维护性。

PostgreSQL表空间的最佳实践是什么？

在PostgreSQL中，表空间的最佳实践主要集中在以下几个方面：

1. 合理分配数据存储位置：将频繁访问的数据表或索引放在高性能的硬盘上，而较少使用的数据则可以放在普通硬盘上。这样可以提高数据库的读写性能。

2. 分离热数据与冷数据：利用表空间管理技术，可以有效地将经常被查询和更新的数据（即“热数据”）与不常访问的数据（即“冷数据”）分开存储。这有助于优化数据库的整体性能。

3. 创建和调整表空间：通过使用CREATE TABLESPACE语句来创建新的表空间，并根据需要进行调整。例如，可以在安装成功后初始化默认表空间pg_default和pg_global，然后根据具体需求添加其他表空间。

4. 优化查询语句：良好的查询语句设计可以减少磁盘I/O操作，从而降低系统资源消耗和表空间使用量。因此，应注重查询语句的优化以提升性能。

5. 及时执行维护操作：定期执行VACUUM和ANALYZE命令，以确保数据库统计信息的准确性，从而提高查询性能。

6. 理解并应用DMS表空间管理方式：从PostgreSQL 8.0开始引入了DMS表空间管理方式，其特点是预分配空间并记录基本信息如大小、已使用大小等。这种管理方式借鉴了Oracle和InnoDB的分配策略和自动段空间管理策略，能够更高效地管理数据文件结构和段结构。

7. 考虑外部存储系统的使用：现代企业越来越多地采用网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN），这些技术可以直接利用PostgreSQL对“cooked”文件系统的依赖，从而实现更高的存储效率。

如何在PostgreSQL中创建和管理自定义表空间？

在PostgreSQL中创建和管理自定义表空间的步骤如下：

使用CREATE TABLESPACE命令来创建一个新的表空间。语法为：

   CREATE TABLESPACE tablespace_name [ OWNER user_name ] LOCATION 'directory';

其中，tablespace_name是自定义的表空间名称，不能以“pg_”开头；user_name是表空间所属用户名称；directory是表空间的位置。

假设我们想要创建一个名为tbs_data的表空间，并将其位置设置为/data/dbs目录下。首先需要确保该目录存在且具有适当权限。可以使用以下命令：

   CREATE TABLESPACE tbs_data OWNER pgAdmin LOCATION '/data/dbs';

然后，授予postgres用户对/data/dbs目录的访问权限：

   mkdir -p /data/dbs
   chown -R postgres:postgres /data/dbs

在创建数据库时，可以指定默认表空间。例如：

   CREATE DATABASE db01 TABLESPACE tbs_data;

这样，所有未明确指定表空间的对象都会存储在这个表空间中。

如果需要更改已存在的数据库的默认表空间，可以使用ALTER DATABASE命令：

   ALTER DATABASE db01 SET TABLESPACE new_tbs;

可以将现有数据库中的对象（如表、索引）移动到新的表空间。对于单个表，可以使用ALTER TABLE命令；对于整个数据库，则使用ALTER DATABASE命令：

PostgreSQL表空间对数据库性能的具体影响有哪些？

PostgreSQL表空间对数据库性能的具体影响主要体现在以下几个方面：

1. 数据存储位置的优化：通过合理安排表空间的位置，可以显著提高数据库的性能。例如，将高频使用的索引和热点数据放置在快速且高可用性的磁盘上，而将不常用的数据或归档数据存储在较慢但成本较低的磁盘上。这种策略有助于减少磁盘I/O竞争，提高访问效率。

2. 冷热数据分离：使用表空间可以实现冷热数据的分离，即将频繁访问的数据存储在性能较高的SSD上，而不常用的数据存储在普通磁盘上。这不仅提高了数据存取效率，还提升了系统的整体性能。

3. 扩展能力：当初始分区或卷空间不足时，可以通过创建新的表空间并将其用于其他分区来扩容数据库集群。这样可以在系统重新配置之前继续使用数据库。

4. 参数设置：从PostgreSQL 9.0开始，表空间允许管理员通过设置random_page_cost和seq_page_cost参数来优化查询规划器的行为。这些参数决定了数据是从慢速磁盘还是快速磁盘检索，从而进一步提升查询性能。

然而，需要注意的是，尽管表空间位于主数据目录之外，它们仍然是数据库实例的一部分，并不能单独作为独立的文件集进行管理或备份。如果丢失表空间，整个数据库实例可能会变得不可用或无法启动。

在PostgreSQL中，如何迁移数据到不同的表空间以优化存储布局？

在PostgreSQL中，迁移数据到不同的表空间以优化存储布局的步骤如下：

1. 创建新的表空间：首先，需要创建一个新的表空间。可以使用以下命令：

   postgres=# create tablespace new_tblsc location '/Users/shbaji/Chapter 1: Best Ways to Install PostgreSQL';

这个命令将创建一个名为new_tblsc的新表空间，并将其定位在指定的位置。

2. 迁移单个表：接下来，可以将单个表从旧表空间迁移到新表空间。例如，如果要将表test01从旧表空间迁移到新表空间，可以使用以下命令：

   postgres=# alter table test01 set tablespace new_tblsc;

这个命令会将表test01的数据和索引从旧表空间移动到新表空间。

3. 处理索引迁移：如果表有索引，这些索引不会自动跟随数据一起迁移。需要在新表空间中重新创建索引。例如：

   postgres=# create index concurrently idx_tmp_t1_x2 on tmp_t1 using btree (c0) tablespace new_tblsc;

这个命令会在新表空间中创建与原表相同的索引。

4. 批量迁移多个表：如果需要将多个表从一个表空间迁移到另一个表空间，可以使用以下命令：

   postgres=# alter table all in tablespace old_tbs set tablespace new_tbs;

这个命令会将所有在旧表空间中的表迁移到新表空间。

5. 数据库级别迁移：如果需要将整个数据库的表空间进行迁移，可以使用以下命令：

   postgres=# alter database db1 set tablespace new_tbs;

这个命令会将整个数据库的表空间更改为新的表空间。

PostgreSQL中的pg_default和pg_global表空间具体包含哪些内容？

在PostgreSQL中，pg_default和pg_global表空间分别包含以下内容：

1. pg_default表空间：

   • 这是默认的表空间，所有未指定表空间的对象都会被创建在这个表空间中。
   • 它位于数据目录的base子目录中。
   • 是template0和template1数据库的默认表空间，并且因此也是其他数据库的默认表空间，除非通过CREATE DATABASE命令中的TABLESPACE子句进行了覆盖。

2. pg_global表空间：

   • 用于存储整个集群共有的系统目录对象。
   • 物理文件位置在数据目录的global目录中。
   • 包含所有的全局表以及包括toast表在内的所有全局表。
   • 存储角色、数据库和表空间名称等集群级别的对象。

自定义表空间在$PGDATA导致流复制全量报错

[postgres@postgres-16fb037c-0-0 /]$ cd /pgdata/data/postgres-16fb037c
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 postgres-16fb037c]$ ls
PG_VERSION        global                pg_dynshmem         pg_ident.conf         pg_multixact  pg_serial     pg_stat_tmp  pg_twophase  postgresql.auto.conf    postmaster.opts
base              patroni.dynamic.json  pg_hba.conf         pg_ident.conf.backup  pg_notify     pg_snapshots  pg_subtrans  pg_wal       postgresql.conf         postmaster.pid
current_logfiles  pg_commit_ts          pg_hba.conf.backup  pg_logical            pg_replslot   pg_stat       pg_tblspc    pg_xact      postgresql.conf.backup
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 postgres-16fb037c]$ mkdir -p ECR/ecr_data
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 postgres-16fb037c]$ mkdir -p ECR/ecr_index
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 postgres-16fb037c]$ pwd
/pgdata/data/postgres-16fb037c
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 postgres-16fb037c]$ cd ECR/
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 ECR]$ ls
ecr_data  ecr_index
[postgres@postgres-16fb037c-0-0 ECR]$ psql
psql (14.7)
Type "help" for help.

postgres=# \db+
                                  List of tablespaces
    Name    |  Owner   | Location | Access privileges | Options |  Size   | Description 
------------+----------+----------+-------------------+---------+---------+-------------
 pg_default | postgres |          |                   |         | 2983 MB | 
 pg_global  | postgres |          |                   |         | 688 kB  | 
(2 rows)

postgres=# create tablespace ecr_data location '/pgdata/data/postgres-16fb037c/ECR/ecr_data';
WARNING:  tablespace location should not be inside the data directory
CREATE TABLESPACE
postgres=# create tablespace ecr_index location '/pgdata/data/postgres-16fb037c/ECR/ecr_index';
WARNING:  tablespace location should not be inside the data directory
CREATE TABLESPACE
postgres=# 

postgres=# \db+
                                                    List of tablespaces
    Name    |  Owner   |                   Location                   | Access privileges | Options |  Size   | Description 
------------+----------+----------------------------------------------+-------------------+---------+---------+-------------
 ecr_data   | postgres | /pgdata/data/postgres-16fb037c/ECR/ecr_data  |                   |         | 0 bytes | 
 ecr_index  | postgres | /pgdata/data/postgres-16fb037c/ECR/ecr_index |                   |         | 0 bytes | 
 pg_default | postgres |                                              |                   |         | 4987 MB | 
 pg_global  | postgres |                                              |                   |         | 944 kB  | 
(4 rows)

postgres=# 

修改表空间

db1=# ALTER TABLE my_table SET TABLESPACE new_ecr_data;
ALTER TABLE