TOAST：The Oversized-Attribute Storage Technique

　　特點(diǎn)：

　　PostgreSQL采用固定頁(yè)面大小(通常是8Kb,不象oracle在運(yùn)行期間有多種選擇),元組不能跨越多個(gè)頁(yè)面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“大字段值“的直接存儲(chǔ)。TOAST提供了解決方法,允許大的字段值被壓縮或分裂為多個(gè)物理行。

　　PostgreSQL只為部分?jǐn)?shù)據(jù)類型支提供TOAST支持，為支持TOAST，數(shù)據(jù)類型必須是變長(zhǎng)(varlena)的類型。前32位存儲(chǔ)著以字節(jié)記的數(shù)值總長(zhǎng)度(包括長(zhǎng)度本身)。

　　TOAST采用最高的兩個(gè)二進(jìn)制位用于標(biāo)識(shí)壓縮與行外存儲(chǔ)，因此“大字段“的邏輯長(zhǎng)度被限制在了1GB2^(32-2)-1)。

　　兩個(gè)位都是零，表示數(shù)值未經(jīng)過TOAST方式的數(shù)值;

　　第32位為1，表示該數(shù)值被壓縮，使用前必須先解壓縮;

　　第31位為1，表示該數(shù)值采用行外存儲(chǔ)，此時(shí)只是存儲(chǔ)著一個(gè)指針，該指針指向其他的地方。另外30個(gè)位表示數(shù)據(jù)的實(shí)際尺寸，而不是解壓縮或者從線外數(shù)據(jù)抓過來(lái)之后的邏輯尺寸。

　　行外數(shù)據(jù)被分裂成(如果壓縮過，以壓縮后為參考)最多TOAST_MAX_CHUNK_SIZE(這個(gè)數(shù)值略小于BLCKSZ/4，或者缺省 2K字節(jié))字節(jié)的塊，每個(gè)塊都作為獨(dú)立的行在TOAST表里為所屬表存儲(chǔ)。每個(gè)TOAST表都有字段chunk_id，chunk_seq和chunk_data。在chunk_id和chunk_seq上有一個(gè)唯一索引，提供對(duì)數(shù)值的快速檢索。

　　只有表中存儲(chǔ)超過BLCKSZ/4字節(jié)(通常是2Kb)的行才會(huì)觸發(fā)，對(duì)字段進(jìn)行壓縮和行外存儲(chǔ)，直到小于BLCKSZ/4字節(jié)，或者無(wú)法得到更好的結(jié)果的時(shí)候才停止。UPDATE操作過程中，未改變的字段的數(shù)值通常原樣保存;因此UPDATE行外存儲(chǔ)的記錄時(shí)，如果行外數(shù)據(jù)值沒有變化，將不會(huì)帶來(lái)TOAST開銷存在。

　　TOAST代碼識(shí)別四種不同的存儲(chǔ)可TOAST字段的策略：

　　PLAIN避免壓縮或者行外存儲(chǔ)。只對(duì)那些非TOAST數(shù)據(jù)類型才有效。

　　EXTENDED允許壓縮和行外存儲(chǔ)。大多數(shù)TOAST數(shù)據(jù)類型的缺省值。首先進(jìn)行壓縮，如果行仍然太大，則進(jìn)行行外存儲(chǔ)。

　　EXTERNAL允許行外存儲(chǔ)，不許壓縮。使用 EXTERNAL將令那些在 text 和 bytea 字段上的子字串操作更快(代價(jià)是增加了存儲(chǔ)空間)，因此這些操作是經(jīng)過優(yōu)化的：如果行外數(shù)據(jù)沒有壓縮，那么它們只抓取需要的部分。

　　MAIN允許壓縮，不允許行外存儲(chǔ)。當(dāng)數(shù)據(jù)值壓縮過后仍然太大將會(huì)采用行外存儲(chǔ)。每個(gè)可以 TOAST 的數(shù)據(jù)類型都為該數(shù)據(jù)類型的字段聲明一個(gè)缺省策略，但是特定表的字段的存儲(chǔ)策略可以用ALTER TABLE SET STORAGE修改。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　相對(duì)直接的存儲(chǔ)方式來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)經(jīng)過TOAST方式后，單個(gè)或者連續(xù)數(shù)據(jù)塊中能夠存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)值，對(duì)于訪問非“大字段”時(shí)，能夠大量減少掃描塊數(shù)或者物理IO次數(shù);

　　對(duì)于極少訪問的含“大字段”記錄，經(jīng)過手動(dòng)修改存儲(chǔ)屬性，采用TOAST方式，即便值小于2K的情況下同樣能夠帶來(lái)很好的效果。

　　針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問特定，靈活的采用TOAST存儲(chǔ)策略總能夠?yàn)橄到y(tǒng)帶來(lái)性能的提升。

　　題外話：oracle的大字段的存儲(chǔ)采用了行外的方式，對(duì)大字段默認(rèn)進(jìn)行段存儲(chǔ)，同時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)創(chuàng)建索引。將大字段根據(jù)磁盤配置進(jìn)行單獨(dú)存儲(chǔ)，也是提升oracle部署性能的常見方式。