PostgreSQL DBA(15) - WAL文件结构

数据库的历史变更会持久化到事务日志文件中，本节简单介绍了PG中事务日志文件的体系结构（以下简称WAL文件结构）。

一、WAL文件结构

PG使用无符号64bit整型（uint64）作为日志文件的寻址空间，理论上来说，如果只有一个日志文件,那么这个事务日志文件的大小最大为2^64Bytes(即16M*1TB=16EB)。为了高效管理事务日志文件,PG把日志文件划分为N个大小为16M(默认值)的WAL segment file.
总体结构如下图所示:

总体结构

WAL segment file
WAL segment file文件长度为24,由3部分组成,每个部分是8个16进制数字:
1.第1部分是TimeLineID,0x00000000 -> 0xFFFFFFFF
2.第2部分是逻辑文件ID,0x00000000 -> 0xFFFFFFFF
3.第3部分是物理文件ID,0x00000000 -> 0x000000FF
逻辑文件ID占32bit,物理文件ID占8bit,16M的文件占24bit,合计64bit.PG通过这三部分的组合,达到最大64bit的文件寻址空间.

文件存储目录
事务日志文件存储在$PGDATA/pg_wal目录下

二、LSN

LSN:Logical Sequence Number,XLOG record中的LSN表示该记录写入到事务日志中位置,大小为uint64.在PG中可以理解为事务日志文件中的偏移(Offset).
LSN由3部分组成,分别是逻辑文件ID,物理文件ID和文件内偏移.如LSN号1/4288E228,其中1为逻辑文件ID,42为物理文件ID,88E228为WAL segment file文件内偏移.
按此规则,给定一个LSN,很容易得到其对应的日志文件(假定时间线为1):
LSN-1/4288E228 --> WAL segment file:00000001 00000001 00000042

PG也提供了相应的函数根据LSN获取日志文件名:

testdb=# SELECT pg_walfile_name('1/4288E228');
     pg_walfile_name      
--------------------------
 000000010000000100000042
(1 row)

三、参考资料

WAL Internals Of PostgreSQL