面试题：PostgreSQL Zheap引擎中元组变化管理的核心机制是什么

Question

请简要阐述PostgreSQL Zheap引擎中用于管理元组变化的核心机制，包括但不限于元组插入、更新和删除时的处理方式。

Answer 1

元组插入

1. 页面结构：Zheap引擎使用页面（page）来存储元组。每个页面有一定的结构，包含元组头、空闲空间等部分。新插入的元组会在页面的空闲空间中分配位置。
2. 元组头信息：插入时会在元组头中记录一些关键信息，如元组的状态、指向其他版本元组的指针等（若涉及多版本机制）。
3. 空闲空间管理：页面会维护一个空闲空间链表，插入元组时从链表中寻找合适大小的空闲块来存放新元组。如果页面空闲空间不足，可能会引发页面分裂等操作以容纳新元组。

元组更新

1. 多版本并发控制（MVCC）：Zheap基于MVCC机制处理更新。当元组更新时，不会直接修改旧版本元组数据，而是创建一个新的元组版本。
2. 旧版本标记：旧版本元组不会立即删除，而是标记为过时，通过元组头中的信息可以追溯到旧版本。
3. 新版本插入：新的更新后的元组按照插入机制在页面合适位置插入，同时在元组头设置与旧版本的关联关系等信息，以便在事务处理和数据查询时能够正确获取到不同版本的元组数据。

元组删除

1. 逻辑删除：在Zheap中，元组删除通常是逻辑删除。即不会立即从物理存储中移除元组，而是在元组头标记该元组为已删除状态。
2. 空间回收：被逻辑删除的元组所占用的空间不会马上释放，而是被加入到页面的空闲空间管理体系中。当后续有新元组插入时，这些空间可以被重新利用。
3. 垃圾回收：在合适的时机（例如事务结束或特定的垃圾回收操作触发时），数据库会进行垃圾回收，从物理存储中真正移除那些不再被任何事务引用的已删除元组，以释放存储空间。