DBMS Disk Space Management

更新 發佈閱讀 4 分鐘

要談論DBMS,除了SQL語法之外,我們還必須了解底層是怎麼處理資料儲存的,也就是DBMS架構的底層Disk Space Management:

raw-image

Disk Space Management

提供API來讀/寫資料到硬碟,資料會以Page為傳輸單位,為什麼會一次要等到這麼大才寫入硬碟或一次要讀這麼大的資料,背後是跟儲存裝置的特性有關,這邊暫不贅述。

在資料庫中,最小的單位是row,aka一筆資料。而在Disk中,最小單位則是page(1 page read from disk or 1 page write to disk),而所謂的block會比page大,因為block在SSD當中會含有多個page。

Disk Space Management會背後是由操作系統和文件系統來處理的,它會負責在硬碟上分配一個大而連續的空閑的文件用來存資料,每一份文件(file)裡都會有很多的page(根據設定的固定page大小來決定有幾頁),DBMS這些檔案可能會分散在不同的機器/硬碟上。

raw-image

宏觀來看,Page File裡面長怎樣:

raw-image

這樣可以方便在新增資料的時候能快速找到要插入的頁面中的位置是哪裡,而不用一個一個page找每頁的閒置空間夠不夠放這筆資料。

I/O成本從n個page降到4個I/O(1.讀header page2.讀資料 3.寫資料到page 4.更新header page)。

Page Layout(通常4KB, postgresql為8KB,要看你資料庫的預設值為何):

宏觀來看,一個page中會存多個row的資料,而每一個row有多個欄位,每個欄位的長度雖會不同,但又可分為可變/不可變的而有不同page layout。

Fixed Length Records 固定長度

每個page都有一個header,裡面維護一個bitmap,每一個slot會指向record的位置,因為size固定,所以我們可以很簡單的直接藉由數學計算而得每一個slot的起始位置在哪,接著只需要維護每個slot是有值還是沒值:

raw-image

Variable Length Records 可變長度

因為每一個紀錄的長度大小不同,不可直接預先知道每一個slot指向的位置為何,我們會用另外一種做法。

維護一個page footer,此時會多兩個特別的slot,最後一個slot代表這個頁面有的slot數(包含空的),倒數第二個則指向閒置空間的位置,其餘的slot會記錄兩件事:指向有紀錄的record以及record的大小 [record pointer, record length]。

raw-image

要刪除record會根據是要緊湊還是不緊湊而有所不同,如果是非緊湊的(unpacked)只要簡單的將poiner取消掉並且把紀錄長度設為null即可。之後會交由作業系統決定何時要GC。

緊湊的話,則需要將刪除的紀錄真正從page中移除,這意味著可能要更新到其餘record的位置(往前挪一格,slot也要移,這個移動不會跨頁,只會管同一個page的情況)。

插入新資料也只是很簡單的插入在free space pointer指向的位置,並且在值為null的slot中寫入資料後更新slot長度跟指標位置[record pointer, record length]、free space pointer的指標位置即可。

raw-image
7886

7886

Tuple Layout

(待補)

延伸閱讀:

73.6. Database Page Layout


73.6. Database Page Layout # 73.6.1. Table Row Layout This section provides an overview of the page format used within…www.postgresql.org

https://cs186berkeley.net/notes/note3/

留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
JHIHLEI LIN的沙龍
4會員
10內容數
分享感情與生活的故事,期望我們都能在愛與被愛的路上感到幸福,並且在這個只有活一次的人生裡好好的活成自己喜歡的樣子
JHIHLEI LIN的沙龍的其他內容
2024/01/18
第一份正職工作 在iot公司擔任後端工程師,一上工就使用先前沒用過的php/laravel,也馬上負責公司產品的架構規劃,先前資料庫只有簡單記載使用者跟使用者的一些設定,很多地方有資料不一致的問題,產品內容還有很多實體的關係沒有被定義進資料庫都是這次改版我要做的事情。 改版納入公司、機器
Thumbnail
2024/01/18
第一份正職工作 在iot公司擔任後端工程師,一上工就使用先前沒用過的php/laravel,也馬上負責公司產品的架構規劃,先前資料庫只有簡單記載使用者跟使用者的一些設定,很多地方有資料不一致的問題,產品內容還有很多實體的關係沒有被定義進資料庫都是這次改版我要做的事情。 改版納入公司、機器
Thumbnail
2024/01/14
發送表單用get跟post看起來好像都無所謂,然而事實並非如此,使用GET的風險如下: 安全性問題 機密資訊為何不宜用GET,是因為由GET方法提交的表單會將欄位的key,value顯示於URL上,想像一下如果小明借用你的電腦,查看你的網頁歷史紀錄時就可以看到你的帳密了,多可怕! 再來就是如果
2024/01/14
發送表單用get跟post看起來好像都無所謂,然而事實並非如此,使用GET的風險如下: 安全性問題 機密資訊為何不宜用GET,是因為由GET方法提交的表單會將欄位的key,value顯示於URL上,想像一下如果小明借用你的電腦,查看你的網頁歷史紀錄時就可以看到你的帳密了,多可怕! 再來就是如果
2024/01/09
在沒有分環境之前,每一隻lambda只有一個code console給所有人一起編輯,開發好了就deploy,根據設定的trigger觸發執行。 現在我們希望能夠在code console開發,然後deploy到不同的stage,目標是不同stage的api gateway能夠調用該lambda的
Thumbnail
2024/01/09
在沒有分環境之前,每一隻lambda只有一個code console給所有人一起編輯,開發好了就deploy,根據設定的trigger觸發執行。 現在我們希望能夠在code console開發,然後deploy到不同的stage,目標是不同stage的api gateway能夠調用該lambda的
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
還在煩惱平凡日常該如何增添一點小驚喜嗎?全家便利商店這次聯手超萌的馬來貘,推出黑白配色的馬來貘雪糕,不僅外觀吸睛,層次豐富的雙層口味更是讓人一口接一口!本文將帶你探索馬來貘雪糕的多種創意吃法,從簡單的豆漿燕麥碗、藍莓果昔,到大人系的奇亞籽布丁下午茶,讓可愛的馬來貘陪你度過每一餐,增添生活中的小確幸!
Thumbnail
還在煩惱平凡日常該如何增添一點小驚喜嗎?全家便利商店這次聯手超萌的馬來貘,推出黑白配色的馬來貘雪糕,不僅外觀吸睛,層次豐富的雙層口味更是讓人一口接一口!本文將帶你探索馬來貘雪糕的多種創意吃法,從簡單的豆漿燕麥碗、藍莓果昔,到大人系的奇亞籽布丁下午茶,讓可愛的馬來貘陪你度過每一餐,增添生活中的小確幸!
Thumbnail
※ 為什麼選擇SQLite? 安裝簡單:SQLite是一個零配置的資料庫,不需要複雜的設定和安裝過程。。 使用SQL語法。 設計選擇多元性(MySQL / SQLite):適合於小零件資料應用、嵌入式系統、物聯網設備。 ※ SQLite四大優點: 執行檔檔案很小:資料庫系統需要的磁碟空
Thumbnail
※ 為什麼選擇SQLite? 安裝簡單:SQLite是一個零配置的資料庫,不需要複雜的設定和安裝過程。。 使用SQL語法。 設計選擇多元性(MySQL / SQLite):適合於小零件資料應用、嵌入式系統、物聯網設備。 ※ SQLite四大優點: 執行檔檔案很小:資料庫系統需要的磁碟空
Thumbnail
本文探討了電腦架構的運行方式,使用比喻解釋CPU、記憶體與硬碟的關係,並指出在提升電腦速度時,加記憶體並非總是有效的方法。讀者將瞭解到,解決電腦速度問題需要分析具體的瓶頸,而不是單純依賴擴充記憶體。讓讀者對電腦性能的提升有更深入的理解。
Thumbnail
本文探討了電腦架構的運行方式,使用比喻解釋CPU、記憶體與硬碟的關係,並指出在提升電腦速度時,加記憶體並非總是有效的方法。讀者將瞭解到,解決電腦速度問題需要分析具體的瓶頸,而不是單純依賴擴充記憶體。讓讀者對電腦性能的提升有更深入的理解。
Thumbnail
要談論DBMS,除了SQL語法之外,我們還必須了解底層是怎麼處理資料儲存的,也就是DBMS架構的底層Disk Space Management: Disk Space Management 提供API來讀/寫資料到硬碟,資料會以Page為傳輸單位,為什麼會一次要等到這麼大才寫入硬碟或一次要讀這麼
Thumbnail
要談論DBMS,除了SQL語法之外,我們還必須了解底層是怎麼處理資料儲存的,也就是DBMS架構的底層Disk Space Management: Disk Space Management 提供API來讀/寫資料到硬碟,資料會以Page為傳輸單位,為什麼會一次要等到這麼大才寫入硬碟或一次要讀這麼
Thumbnail
Supabase是使用PostgreSQL作為資料庫,所以當然也具有Storage的功能,能夠儲存用戶的圖片或是檔案,一樣可以設定讀取權限相當方便,一起瞭解如何操作。 從後台的大頁籤就可以進去Storage頁面,頁面和資料庫表格有點類似,如果有新增任何buckets就會顯示在All buckets的
Thumbnail
Supabase是使用PostgreSQL作為資料庫,所以當然也具有Storage的功能,能夠儲存用戶的圖片或是檔案,一樣可以設定讀取權限相當方便,一起瞭解如何操作。 從後台的大頁籤就可以進去Storage頁面,頁面和資料庫表格有點類似,如果有新增任何buckets就會顯示在All buckets的
Thumbnail
在SQL Server中,暫存表(Temporary Table)是一種在連線會話期間存在的臨時表格,它可以用來暫存中間結果或臨時資料。本文將介紹如何使用T-SQL語法在SQL Server中建立暫存表。
Thumbnail
在SQL Server中,暫存表(Temporary Table)是一種在連線會話期間存在的臨時表格,它可以用來暫存中間結果或臨時資料。本文將介紹如何使用T-SQL語法在SQL Server中建立暫存表。
Thumbnail
我們在「【資料庫寶典】什麼是NoSQL?能吃嗎?」有談到一些NoSQL的特性,雖然本質上有所差異,但兩方技術發展的產品也都開始互相支援了,比如說MongoDB後來也發展出類SQL語法讓熟悉SQL的開發者可以降低進入門檻,而SQL、postgresql…等也紛紛納入一些NoSQL的元素,雙方都有開始接
Thumbnail
我們在「【資料庫寶典】什麼是NoSQL?能吃嗎?」有談到一些NoSQL的特性,雖然本質上有所差異,但兩方技術發展的產品也都開始互相支援了,比如說MongoDB後來也發展出類SQL語法讓熟悉SQL的開發者可以降低進入門檻,而SQL、postgresql…等也紛紛納入一些NoSQL的元素,雙方都有開始接
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News