vm可见性映射

定义：VM 是 PG 中每个表附带的辅助文件，用于快速判断数据块中是否有对所有事务都可见的元组。

核心作用：

• 加速 VACUUM 操作：跳过全表扫描，只清理包含死元组的块
• 加速 Index-Only Scan：当 VM 标记某块为"全可见"时，无需回表检查可见性

存储结构：

• 每个数据块（8KB）在 VM 中对应 2个比特位
• 第1位：标记该块是否对所有事务可见（全可见块）
• 第2位：标记该块是否需要被冻结（freeze）

文件位置：$PGDATA/base/<database_oid>/<table_oid>_vm

FSM空闲空间映射

定义：FSM 是 PG 中每个表附带的辅助文件，用于记录每个数据块中的剩余空闲空间。

核心作用：

• 加速 INSERT/UPDATE 操作：快速定位有足够空间的块，避免遍历所有块
• 优化空间利用率：优先将新数据填入已有空闲空间

存储结构：

• 采用树形结构（FSM Tree）组织
• 叶子节点：记录每个块的剩余空间（0-8192字节）
• 上层节点：记录子节点中的最大空闲空间
• 支持快速查找可用块

文件位置：$PGDATA/base/<database_oid>/<table_oid>_fsm

如何往一张表里插入10万行数据，int text，使用一个函数或随机值，一条sql

VM、FSM怎么创建的

• VM 文件：只在需要时才创建（第一次 VACUUM 或第一次 Index-Only Scan 时）
• FSM 文件：只在需要时才创建（第一次 INSERT 或 UPDATE 需要查找空闲空间时）

执行 VACUUM（会触发 VM 和 FSM 更新）
VACUUM tablename;
VACUUM (VERBOSE, ANALYZE) tablename;
## VERBOSE=输出详细执行日志

实验

1.创建数据库mydb1，查看当前数据库的 OID 和表空间位置

create database mydb1;
select oid,datname from pg_database;

2.创建测试表test_vm_fsm，找到表在OS层文件对应位置

在新建表时不会产生fsm和vm文件，直到pg执行VACUUM操作时，或者第一次使用 fsm或vm 文件时才会生成。

create table test_vm_fsm (id int,name varchar(100));

SELECT oid, relname, relpages, relallvisible
FROM pg_class 
WHERE relname = 'test_vm_fsm';

3.插入一万行数据

INSERT INTO test_vm_fsm (id, name)
SELECT
    generate_series(1, 100000),
    'test_' || md5(random()::text);

4.查看对应的vm、fsm文件生成

SELECT
  relname 表名,
  n_live_tup 存活行数,
  n_dead_tup 死元组行数,
  pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) 总占用空间
FROM pg_stat_user_tables
WHERE relname = 'test_vm_fsm';

*5.删除部分数据，再查看vm统计信息、查看fsm块状态

删除

DELETE FROM test_vm_fsm
WHERE id IN (
    SELECT id FROM test_vm_fsm
    ORDER BY random()
    LIMIT 1000
);

SELECT oid, relname, relpages, relallvisible
FROM pg_class
WHERE relname = 'test_vm_fsm';

VM

relpages = 表占用的总数据块数，relallvisible 是 VM 文件标记为全部可见的块数

删除数据后vm/fsm文件大小在OS层无变化，表示删除数据仅把行标记为无效，依然占用空间

FSM

安装PG扩展，查看FSM内部信息

CREATE EXTENSION pg_freespacemap;
CREATE EXTENSION pg_visibility;
SELECT * FROM pg_available_extensions WHERE name = 'pg_freespacemap';
SELECT * FROM pg_available_extensions WHERE name = 'pg_visibility';

SELECT blkno, avail 
FROM pg_freespace('test_vm_fsm'::regclass) 
ORDER BY avail 
LIMIT 10;

blkno：数据块号（PG 默认每个块 8KB = 8192 字节）

aiail：块中还剩多少字节

可以看出每个8kb的块剩余32字节，几乎写满，删除只是标记删除，所以几乎没有空闲空间

6.进行vacuum，查询*5的命令

VACUUM test_vm_fsm;

SELECT
  relname 表名,
  n_live_tup 存活行数,
  n_dead_tup 死元组行数,
  pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) 总占用空间
FROM pg_stat_user_tables
WHERE relname = 'test_vm_fsm';

SELECT blkno, avail 
FROM pg_freespace('test_vm_fsm'::regclass) 
ORDER BY blkno 
LIMIT 10;

vacuum后死元组已被清理，已删除部分空间成功释放，OS层文件大小不变