postgresql backend buffer_tag如何构建（gpt的回答）

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问题：
postgresql的backend进程是通过buffer_tag访问缓冲区管理器的，那backend进程是怎么知道buffer_tag的呢？


回答：
这是一个非常好的、而且问到 PostgreSQL 内核关键路径的问题 👍
我直接按 “真正发生了什么” 的顺序来讲，避免概念跳跃。

一、先给结论（一句话版）

backend 并不是一开始就“知道” buffer_tag 的
buffer_tag 是在访问关系文件时，由 逻辑定位信息 动态计算出来的

换句话说：
👉 buffer_tag 是 backend 在“我要访问这个块”这一刻算出来的，不是查表查到的

二、buffer_tag 到底是什么？

在 PG 源码里（简化）：

typedef struct BufferTag
{
    RelFileNode rnode;   // 关系物理文件标识
    ForkNumber  forkNum; // main / fsm / vm
    BlockNumber blockNum;// 块号
} BufferTag;


👉 buffer_tag 唯一标识一个磁盘块

三、backend 是“怎么知道” buffer_tag 的？
核心逻辑：执行器 → 访问方法 → 缓冲区管理器

我们一步一步走。

四、从 SQL 到 buffer_tag 的完整链路
1️⃣ backend 执行 SQL
SELECT * FROM t WHERE id = 10;


backend 进程进入执行器（Executor）。

2️⃣ 执行器调用访问方法（AM）

例如：

SeqScan → heap access method

IndexScan → btree access method

此时 backend 已经知道：

Relation（表）

要访问哪个 block（BlockNumber）

这些信息从哪来？

👉 来自 表/索引的物理布局 + 扫描逻辑

3️⃣ Relation 中已经包含了 rnode

Relation 结构体里有：

RelationData
{
    RelFileNode rd_node;  // 就是 rnode
    ...
}


这个 RelFileNode 是：

表空间

数据库 OID

relfilenode

👉 backend 打开 Relation 时就已经知道 rnode

4️⃣ 扫描时算出 blockNum

比如顺序扫描：

for (block = 0; block < nblocks; block++)
{
    ReadBuffer(rel, block);
}


block 是 当前正在访问的块号

这是扫描器自己维护的计数

5️⃣ forkNum 是固定的

heap 主数据：MAIN_FORKNUM

可见性映射：VISIBILITYMAP_FORKNUM

FSM：FSM_FORKNUM

扫描代码里是明确传的。

五、buffer_tag 就是在这里“拼出来的”

在 ReadBuffer() 里：

Buffer
ReadBuffer(Relation rel, BlockNumber blockNum)
{
    return ReadBufferExtended(rel,
                              MAIN_FORKNUM,
                              blockNum,
                              RBM_NORMAL,
                              NULL);
}


最终在：

InitBufferTag(&tag, rel->rd_node, forkNum, blockNum);


👉 buffer_tag 是在这一刻动态构造的

六、backend 用 buffer_tag 做什么？
在 Buffer Manager 里：

backend 拿着 buffer_tag

去 共享 Buffer Hash Table 查：

命中 → 返回 Buffer

不命中 → 分配新 Buffer

建立：

buffer_tag → buffer_id


这就是 buffer cache lookup

七、关键点总结（你问的“知道”本质）
backend 并不是“事先知道 buffer_tag”

而是：

信息	来源
RelFileNode	Relation 打开时确定
forkNum	访问路径决定
blockNum	扫描 / 访问算法算出来

👉 buffer_tag = backend 在访问磁盘块那一刻“现场计算”的

八、再强调一个容易误解的点

❌ 错误理解：

backend 维护了一个“buffer_tag 列表”

✅ 正确理解：

backend 只在需要访问某个块时，临时构造 buffer_tag

九、类比一下（帮助记忆）

你可以把 buffer_tag 理解成：

📦 “快递地址”

rnode = 城市 + 街道

forkNum = 主楼 / 副楼

blockNum = 门牌号

backend 并不存快递表
👉 每次要寄东西，现场写地址

十、如果你想继续深挖（我可以接着讲）

你这个问题已经在 PG 内核层 了，可以继续聊：

buffer_tag 的 hash 冲突怎么处理？

多 backend 并发访问同一 buffer_tag 的锁路径？

buffer header vs buffer descriptor？

为什么要把 forkNum 放进 tag？

local buffer 和 shared buffer 的 tag 区别？

你要哪一块，我可以直接带你走源码级路径。