Firebird Internals: Inside a Firebird Database

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: firebirdsql.org

摘要

文档详细介绍了Firebird数据库的内部结构，基于ODS 11.1版本（Firebird 2.1）和4096字节页面大小。数据库创建时生成多种页面类型：头页面（type 0x01）存储数据库元数据如页面大小、ODS版本、事务信息等；页面库存页面（PIP，type 0x02）跟踪页面使用情况；写前日志页面（WAL，type 0x0a）位于页面2但已不再使用，计划从Firebird 3.0起移除。多文件数据库每个文件均有头页面，影子文件用于故障恢复。数据压缩方面，Firebird不基于前序记录压缩，但压缩重复字符序列（如'666'），不压缩重复字符串（如'abcabc'）。记录存储包含NULL状态位图（每32字段一组），位0表示NULL状态。测试数据库为空，创建于32位Linux小端系统。

AI总结

Firebird 数据库的内部结构文档，主要围绕 ODS 11.1（Firebird 2.1）、页大小 4096 字节的数据库展开，基于 32 位 Linux 小端序系统。

**数据库结构**：新数据库创建时，会生成文件、格式化头页，并创建系统表（RDB$、MON$）及索引。单文件数据库由统一大小的页组成，第一页为头页（类型 0x01），第二页为页库存页（PIP，类型 0x02），第三页为预写日志页（WAL，类型 0x0a，但已废弃，计划在 Firebird 3.0 移除）。多文件数据库每个文件都有独立的头页。影子文件用于故障恢复。

**数据库头页（类型 0x01）**：该页位于第一个文件的起始位置，存储数据库描述信息，包括页大小、ODS 版本、事务信息（最旧事务、下一事务等）、创建日期、下一连接 ID、影子计数、实现环境（用于判断字节序兼容性）、缓存缓冲区数量等。头页的前 1024 字节在启动时被读取用于验证。

**数据压缩与 NULL 处理**：文档通过示例展示了数据页的存储细节。Firebird 不会基于前序记录进行压缩，但会压缩重复字符（如 "666"）。每个记录前有一个至少 4 字节的 NULL 状态位图，用于标记前 32 个字段是否为空（位为 1 表示 NULL）。对于超过 32 字段的表，位图按 32 位一组扩展。

**预写日志页（类型 0x0a）**：每个数据库有一个 WAL 页，固定位于第 2 页。该结构已不再使用，纯粹浪费空间，预计从 Firebird 3.0 起新数据库将不再包含此页。