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Architecture

https://medium.com/@reetesh043/ee5b24b52a30

PG 内核全景:

  • 控制面：查询分析 => 优化器 => 执行器
  • 数据面：访问方法（Heap/Index）=> Buffer Cache => 物理磁盘
  • 事务面：Lock Manager => WAL/CLOG => MVCC (Visible check)
  • 元数据面：Syscache (系统表缓存) => Relcache (表定义缓存)
  • 运行面：MemoryContext => 信号量/共享内存 > 辅助进程

数据面 (Data Plane)：物理实体

数据面负责处理所有与字节、块、文件相关的物理操作，核心目标是：极速读写、持久存储。

  • 存储引擎（Storage Engine）：管理数据在磁盘上的物理布局（Heap, B-Tree）
  • 缓冲池（Shared Buffers）：数据在内存中的镜像，是数据流转的中转站
  • 物理辅助（FSM/VM）：空闲空间映射（FSM）和可见性映射（VM），它们是数据页的“物理索引”
  • 日志实体（WAL Segments）：数据变化的物理流水账

控制面 (Control Plane)：逻辑流程

控制面负责处理所有与规则、状态、决策、同步相关的逻辑操作，包含元数据、事务处理，以及支撑这些逻辑运行的底层基础设施。

A. 决策与规则 (Decision & Schema)

  • 查询解析与优化（Optimizer）：基于元数据和统计信息，制定数据流转的最优路径
  • 安全与权限：控制谁能接触数据面

B. 状态与并发 (State & Concurrency)

  • 事务管理（XID/CLOG）：维护事务的生命周期，标记数据的逻辑版本
  • 多版本控制（MVCC）：逻辑上的“时空分割”，确保不同事务看到不同的数据快照

C. 运行支撑与底层同步（Runtime Infrastructure）

  • 锁管理器（Lock Manager）：重型锁确保业务逻辑不冲突（如：禁止在插入时删表）
  • 同步原语（LWLocks/Spinlocks）：轻量级锁确保控制面在修改共享状态（如修改事务号、分配内存）时的物理原子性
  • 内存上下文（MemoryContext）：确保控制面在运行过程中，内存资源的分配和回收是合理的、不泄露的