内容简介

01-08

基础机制

从数据库结构、事务可见性到空间清理，建立理解 PostgreSQL 内核的基础。

01 PostgreSQL 简介数据组织、内存管理和前后端通信协议。 02 隔离级别并发处理中的事务隔离，以及快照隔离如何保证一致性。 03 页面与元组页面结构、元组操作方式，以及多版本控制机制。 04 数据快照快照机制的结构与规则，以及高并发环境下的数据一致性。 05 页剪枝与 HOT页面内元组清理、HOT 更新机制，以及存储优化。 06 VacuumVacuum 与 Autovacuum 如何清理死元组并优化存储空间。 07 事务 ID 回卷事务 ID 回卷的原因、风险和冻结旧事务的解决方式。 08 完全清理与重建VACUUM FULL、索引重建及其代价和适用场景。
09-15

缓存、日志与锁

深入数据库运行时的核心设施：缓存、WAL、表级锁、行级锁和内存锁。

09 缓冲区缓存缓冲区缓存的设计原理，以及减少磁盘 I/O 的关键作用。 10 预写日志WAL 的逻辑与物理结构，以及崩溃恢复中的作用。 11 WAL 模式同步与异步写入、WAL 压缩和日志级别的性能权衡。 12 关系级锁不同锁模式的使用场景，以及它们对并发性能的影响。 13 行级锁通过行级锁提升并发能力，并避免锁冲突和死锁。 14 特殊锁特殊锁与传统锁机制如何协同保证复杂操作的正确性。 15 内存锁自旋锁、轻量级锁及其在缓存和 WAL 管理中的作用。
16-23

查询执行与优化

围绕查询从解析、规划到执行的全过程，理解统计信息、扫描、连接和排序。

16 查询执行解析、转换、规划和执行过程，以及两种查询协议。 17 统计信息基础统计、表达式统计和多元统计对查询优化的影响。 18 顺序扫描可插拔存储、堆表、顺序扫描与并行计划。 19 索引访问索引扩展性、操作符类、操作符族和索引引擎接口。 20 索引扫描常规索引扫描、仅索引扫描、位图扫描和并行索引扫描。 21 嵌套循环连接嵌套循环连接的工作原理、适用场景和变体。 22 哈希连接一阶段与两阶段哈希连接，以及并行环境下的优化。 23 排序与归并连接排序算法、外部排序、并行排序和归并连接。
24-29

索引结构

系统梳理 PostgreSQL 丰富的索引类型，理解不同数据模型下的搜索能力。

24 哈希索引页面结构、操作符类和等值查询场景下的性能特性。 25 B 树索引B 树搜索与插入算法、页面布局、去重和多列索引。 26 GiST 索引GiST 的结构、R 树实现，以及空间搜索和相似度搜索。 27 SP-GiST 索引面向空间数据和非平衡数据集的定制化索引结构。 28 GIN 索引数组、JSON、全文搜索等多值字段的高效搜索机制。 29 BRIN 索引大规模顺序数据集中的空间效率和稀疏数据分布优化。