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第1章 PostgreSQL系统概述1

1.1 PostgreSQL简介及发展历程1

1.2 PostgreSQL的特性2

1.3 PostgreSQL的应用3

1.4 PostgreSQL代码结构3

1.5安装PostgreSQL4

1.6 PostgreSQL数据库命令5

第2章 PostgreSQL的体系结构7

2.1系统表8

2.1.1主要系统表功能及依赖关系8

2.1.2系统视图14

2.2数据集簇15

2.2.1 initdb的使用17

2.2.2 postgres.bki17

2.2.3 initdb的执行过程19

2.2.4系统数据库20

2.3 PostgreSQL进程结构21

2.4守护进程Postmaster22

2.4.1初始化内存上下文23

2.4.2配置参数23

2.4.3创建监听套接字28

2.4.4注册信号处理函数29

2.4.5辅助进程启动31

2.4.6装载客户端认证文件32

2.4.7循环等待客户连接请求33

2.5辅助进程34

2.5.1 SysLogger系统日志进程34

2.5.2 BgWriter后台写进程36

2.5.3 WalWriter预写式日志写进程38

2.5.4 PgArch预写式日志归档进程40

2.5.5 AutoVacuum系统自动清理进程41

2.5.6 PgStat统计数据收集进程44

2.6服务进程Postgres47

2.6.1初始化内存环境48

2.6.2配置运行参数和处理客户端传递的GUC参数48

2.6.3设置信号处理和信号屏蔽48

2.6.4初始化Postgres的运行环境49

2.6.5创建内存上下文并设置查询取消跳跃点50

2.6.6循环等待处理查询50

2.6.7简单查询的执行流程52

2.7小结53

第3章 存储管理54

3.1存储管理器的体系结构54

3.2外存管理57

3.2.1表和元组的组织方式58

3.2.2磁盘管理器60

3.2.3 VFD机制61

3.2.4空闲空间映射表64

3.2.5可见性映射表69

3.2.6大数据存储69

3.3内存管理76

3.3.1内存上下文概述77

3.3.2高速缓存84

3.3.3缓冲池管理94

3.3.4 IPC102

3.4表操作与元组操作106

3.4.1表操作106

3.4.2元组操作112

3.5 VACUUM机制115

3.5.1 VACUUM操作115

3.5.2 Lazy VACUUM116

3.5.3 Full VACUUM118

3.6 ResourceOwner资源跟踪120

3.7小结122

第4章 索引123

4.1概述123

4.1.1索引方式124

4.1.2索引类型125

4.1.3索引相关系统表125

4.1.4索引的操作函数129

4.2 B-Tree索引131

4.2.1 B-Tree索引的组织结构132

4.2.2 B-Tree索引的操作135

4.3 Hash索引146

4.3.1 Hash索引的组织结构147

4.3.2 Hash索引的实现153

4.4 GiST索引161

4.4.1 GiST的扩展性161

4.4.2 GiST索引的组织结构162

4.4.3 GiST索引的实现163

4.4.4 GiST索引实例166

4.5 GIN索引168

4.5.1 GIN索引的扩展性168

4.5.2 GIN索引的组织结构170

4.5.3 GIN索引的操作172

4.6 TSearch2全文搜索179

4.6.1全文索引的创建180

4.6.2全文索引的查询184

4.6.3查询结果处理185

4.7小结186

第5章 查询编译187

5.1概述187

5.2查询分析188

5.2.1 Lex和Yacc简介189

5.2.2词法和语法分析193

5.2.3语义分析208

5.3查询重写218

5.3.1规则系统219

5.3.2查询重写的处理操作224

5.4查询规划228

5.4.1总体处理流程229

5.4.2预处理237

5.4.3生成路径240

5.4.4生成可优化的MIN MAX聚集计划253

5.4.5生成普通计划254

5.4.6生成完整计划257

5.4.7整理计划树259

5.4.8实例分析260

5.5代价估计266

5.5.1代价估算公式267

5.5.2选择度268

5.5.3单个表的扫描代价268

5.5.4两个表的连接代价268

5.6 PostgreSQL中的遗传算法268

5.6.1个体编码方式及种群初始化269

5.6.2适应值270

5.6.3父体选择策略270

5.6.4杂交算子270

5.6.5变异算子275

5.6.6终止条件275

5.6.7基于排列生成路径276

5.6.8实例分析276

5.7小结280

第6章 查询执行282

6.1查询执行策略283

6.1.1可优化语句和数据定义语句284

6.1.2四种执行策略284

6.1.3策略选择的实现286

6.1.4 Portal执行的过程288

6.2数据定义语句执行289

6.2.1数据定义语句执行流程289

6.2.2执行实例290

6.2.3主要的功能处理器函数293

6.3可优化语句执行293

6.3.1物理代数与处理模型294

6.3.2物理操作符的数据结构295

6.3.3执行器的运行297

6.3.4执行实例301

6.4计划节点303

6.4.1控制节点304

6.4.2扫描节点310

6.4.3物化节点319

6.4.4连接节点328

6.5其他子功能介绍334

6.5.1元组操作334

6.5.2表达式计算337

6.5.3投影操作340

6.6小结342

第7章 事务处理与并发控制343

7.1事务系统简介343

7.2事务系统的上层344

7.2.1事务块状态345

7.2.2事务块操作346

7.3事务系统的底层348

7.3.1事务状态348

7.3.2事务操作函数350

7.3.3简单查询事务执行过程实例352

7.4事务保存点和子事务353

7.4.1保存点实现原理353

7.4.2子事务353

7.5两阶段提交354

7.5.1预提交阶段354

7.5.2全局提交阶段355

7.6 PostgreSQL的并发控制355

7.7 PostgreSQL中的三种锁357

7.7.1 SpinLock357

7.7.2 LWLock358

7.7.3 RegularLock360

7.8锁管理机制368

7.8.1表粒度的锁操作368

7.8.2页粒度的锁操作369

7.8.3元组粒度的锁操作369

7.8.4事务粒度的锁操作369

7.8.5一般对象的锁操作369

7.9死锁处理机制370

7.9.1死锁处理相关数据结构371

7.9.2死锁处理相关操作372

7.10多版本并发控制373

7.10.1 MVCC相关数据结构373

7.10.2 MVCC相关操作375

7.10.3 MVCC与快照379

7.11日志管理380

7.11.1 SLRU缓冲池381

7.11.2 CLOG日志管理器386

7.11.3 SUBTRANS日志管理器390

7.11.4 MULTIXACT日志管理器392

7.11.5 XLOG日志管理器394

7.11.6日志管理器总结402

7.12小结403

第8章 数据库安全404

8.1 PostgreSQL安全简介404

8.2用户标识和认证405

8.2.1客户端配置文件406

8.2.2认证方法408

8.2.3客户端认证410

8.3基于角色的权限管理413

8.3.1用户和角色413

8.3.2角色相关的系统表415

8.3.3角色管理416

8.4对象访问控制426

8.4.1访问控制列表426

8.4.2对象权限管理428

8.4.3对象权限检查432

8.5小结433

附录A用Eclipse开发和调试PostgreSQL434