#5 - PostgreSQL Heap Page(8KB)와 CTID - 이해가 쉬운 설명

PostgreSQL Heap Page(8KB)와 CTID

PostgreSQL를 처음 배우면 CTID가 뭐지? 왜 페이지가 8KB야?에서 많이 막힙니다.
이 문서는 DB 내부 동작을 모른다는 전제에서, 눈으로 그려지듯 이해하도록 설명합니다.

1️⃣ PostgreSQL Heap이란?

PostgreSQL에서 테이블은 곧 Heap입니다.

Heap = 정렬되지 않은 데이터 덩어리
INSERT 순서대로 막 쌓임
인덱스가 없으면 전부 Heap Scan

📌 즉, PostgreSQL은 기본적으로 "책장 없이 바닥에 쌓아둔 종이더미" 같은 구조입니다.

2️⃣ 왜 Page 크기는 8KB일까?

PostgreSQL의 기본 Page(Block) 크기:

8 KB (8192 bytes)

이유 요약

디스크 I/O 최소 단위
OS 메모리 페이지와 궁합이 좋음
너무 크면 낭비, 너무 작으면 I/O 폭증

👉 "가성비 최적" 사이즈

3️⃣ Heap Page 내부 구조 (핵심)

하나의 Heap Page(8KB)는 이렇게 생겼습니다.

구성 요소 설명

영역	역할
Page Header	페이지 메타 정보 (LSN, checksum 등)
Item Pointer	각 row의 위치 정보
Free Space	아직 안 쓴 공간
Tuple Data	실제 row 데이터

📌 중요 포인트

Row 데이터는 뒤에서부터, 포인터는 앞에서부터 자람

4️⃣ CTID란 무엇인가?

CTID = (page_number, tuple_index)

ctid = system column name for Tuple Identifier

예시:

ctid = (12, 3)

의미:

12번째 페이지
그 페이지의 3번째 row

📌 CTID는 "주소" 입니다. (물리적 위치)

5️⃣ Heap Page와 CTID 관계 (그림으로 이해)

👉 CTID는 **"12번 페이지의 3번 슬롯"**을 정확히 가리킵니다.

6️⃣ SELECT * FROM table 할 때 내부에서 벌어지는 일

인덱스 없음 → 모든 Page 순회
각 Tuple의 위치는 CTID 기준

6️⃣-1️⃣ 인덱스가 있을 때 SELECT 흐름 (Index Scan)

인덱스는 값 → CTID 만 알고 있음
실제 Row 데이터는 항상 Heap에서 조회
불필요한 Page Scan 없음 → 성능 급상승

📌 핵심 공식

Index Scan = Index Lookup → CTID → Heap Fetch

7️⃣ UPDATE 시 CTID가 바뀌는 이유 (매우 중요)

PostgreSQL은 In-place update를 하지 않습니다.

왜 이렇게 할까?

MVCC 때문
트랜잭션 격리 보장

📌 결과

UPDATE 후 CTID 변경됨
인덱스는 새 CTID를 가리킴

8️⃣ DELETE 하면 바로 지워질까?

❌ 아님

DELETE = "죽음 표시"
실제 공간 회수 = VACUUM

9️⃣ 초보자가 반드시 기억해야 할 핵심 5줄 요약

PostgreSQL 테이블 = Heap
Heap은 8KB Page 단위
CTID는 (페이지, 슬롯)
UPDATE → CTID 변경
VACUUM이 없으면 Heap은 비대해짐

🔚 한 줄 비유로 마무리

PostgreSQL Heap은 이삿짐 박스(8KB)들이 쌓인 창고이고, CTID는 박스 번호 + 물건 위치다.

이 개념이 잡히면,

인덱스 동작
VACUUM
HOT UPDATE
성능 튜닝

이 전부 자연스럽게 연결됩니다 👍