初始化集群
专栏内容：
开源贡献：
系列文章
一、前言
postgresql 数据库是一款通用的关系型数据，在开源数据库中能与商业数据媲美，在业界也越来越流行。
因为是开源数据库，不仅公开源码，还有很多使用案例，好用的插件，所以它的慢慢变成了数据库的先驱和标准，通过postgresql可以很好从使用到原理，彻底搞懂；
如果是学习编程，也可以学到丰富的编程知识，数据结构，编程技巧，它里面还有很多精妙的架构设计，分层思想，可以灵活定制的思想。
本专栏主要介绍postgresql 入门使用，数据库维护管理，通过这些使用来了解数据库原理，慢慢了解postgresql是什么样的数据库，能做那些事情，以及如何做好服务，最关键的是这些知识都是面试的必备项。
二、概述
本文主要介绍postgresql 的数据库集群，它的初始化，配置，以及它的物理结构。
在源码编译安装后，第一步就是初始化集群， 而通过安装包安装后，已经初始化了一个默认的数据库集群，启动服务后就可以直接进行SQL命令操作。
而在我们应用部署时，不同的应用往往使用不同的数据库集群目录，在物理上进行隔离，那么我们就需要对不同应用分别初始化各自的数据库集群。
三、原理
我们知道数据库主要是帮助存储和管理数据，方便我们检索，那么数据库存储数据的目录，这在postgresql中叫做集群目录,有些翻译的叫集簇目录。
集群目录下面，存放用户的数据，如创建的表，用户，索引等数据外，还有数据库组织数据，如数据库与表的映射关系，数据库的数量，表的结构定义等，我们称之为数据字典；
另外，还有一类数据是为了数据库服务运行稳定，高性能的辅助数据，如系统字典的缓存数据，空闲空间的管理数据等等。
数据库服务运行时，就会从这个目录下进行加载，所以这个目录非常重要，在实际项目中，都会有专门的系统用户才可以操作，同时还要对它进行冷备，还要进行各种策略的热备。
呃，泄漏了删库跑路原来这样子的，什么都没说。。。
三、命令介绍
在安装目录下的bin目录中，有初始化数据库集群的命令 initdb，我们一起来看下它的介绍。
shell
# 安装后的目录大概有以下四个子目录，
# bin 命令目录 include 是开发所需的头文件，
# lib是开发所需的库，share中包括模版配置文件，插件等
[senllang@hatch postgres]$ ll
total 16
drwxr-xr-x. 2 senllang develops 4096 Aug 2 09:26 bin
drwxr-xr-x. 6 senllang develops 4096 Aug 2 09:24 include
drwxr-xr-x. 4 senllang develops 4096 Aug 2 09:26 lib
drwxr-xr-x. 7 senllang develops 4096 Aug 2 09:26 share
[senllang@hatch postgres]$ cd bin/查看帮助
shell
[senllang@hatch bin]$ ./initdb --help
initdb initializes a PostgreSQL database cluster.
Usage:
initdb [OPTION]... [DATADIR]
Options:
-A, --auth=METHOD default authentication method for local connections
--auth-host=METHOD default authentication method for local TCP/IP connections
--auth-local=METHOD default authentication method for local-socket connections
[-D, --pgdata=]DATADIR location for this database cluster
-E, --encoding=ENCODING set default encoding for new databases
-g, --allow-group-access allow group read/execute on data directory
--icu-locale=LOCALE set ICU locale ID for new databases
--icu-rules=RULES set additional ICU collation rules for new databases
-k, --data-checksums use data page checksums
--locale=LOCALE set default locale for new databases
--lc-collate=, --lc-ctype=, --lc-messages=LOCALE
--lc-monetary=, --lc-numeric=, --lc-time=LOCALE
set default locale in the respective category for
new databases (default taken from environment)
--no-locale equivalent to --locale=C
--locale-provider={libc|icu}
set default locale provider for new databases
--pwfile=FILE read password for the new superuser from file
-T, --text-search-config=CFG
default text search configuration
-U, --username=NAME database superuser name
-W, --pwprompt prompt for a password for the new superuser
-X, --waldir=WALDIR location for the write-ahead log directory
--wal-segsize=SIZE size of WAL segments, in megabytes
Less commonly used options:
-c, --set NAME=VALUE override default setting for server parameter
-d, --debug generate lots of debugging output
--discard-caches set debug_discard_caches=1
-L DIRECTORY where to find the input files
-n, --no-clean do not clean up after errors
-N, --no-sync do not wait for changes to be written safely to disk
--no-instructions do not print instructions for next steps
-s, --show show internal settings
-S, --sync-only only sync database files to disk, then exit
Other options:
-V, --version output version information, then exit
-?, --help show this help, then exit
If the data directory is not specified, the environment variable PGDATA
is used.
Report bugs to <pgsql-bugs@lists.postgresql.org>.
PostgreSQL home page: <https://www.postgresql.org/>参数说明
常用的参数，主要有
- -D 指定集群目录所在的路径，这是必选的参数；比如~/testdemo，那么testdemo就是集群目录, 当然也可以设置环境变量 PGDATA 来代替-D
- -U 指定数据库的超级管理员用户名，它具有所有权限，这是可选参数；如果不指定，默认数据库超级管理员与当前的系统用户名 同名；
- -W 提示输入密码，这个密码是超级管理员用户的登陆密码；这也是可选参数，默认为空；
其它参数，可以在后继学习中再了解。
四、初始化集群
了解了初始化集群命令后，现在让我们初始化一个属于我们自己的数据库集群。
在当前目录下，创建testdemo的数据库集群目录，同时将数据库超级用户命名为postgres
shell
[senllang@hatch bin]$ ./initdb -D testdemo -W -U postgres
The files belonging to this database system will be owned by user "senllang".
This user must also own the server process.
Using default ICU locale "en_US".
Using language tag "en-US" for ICU locale "en_US".
The database cluster will be initialized with this locale configuration:
provider: icu
ICU locale: en-US
LC_COLLATE: en_US.UTF-8
LC_CTYPE: en_US.UTF-8
LC_MESSAGES: en_US.UTF-8
LC_MONETARY: en_US.UTF-8
LC_NUMERIC: en_US.UTF-8
LC_TIME: en_US.UTF-8
The default database encoding has accordingly been set to "UTF8".
The default text search configuration will be set to "english".
Data page checksums are disabled.
Enter new superuser password:
Enter it again:
creating directory testdemo ... ok
creating subdirectories ... ok
selecting dynamic shared memory implementation ... posix
selecting default max_connections ... 100
selecting default shared_buffers ... 128MB
selecting default time zone ... Asia/Shanghai
creating configuration files ... ok
running bootstrap script ... ok
performing post-bootstrap initialization ... ok
syncing data to disk ... ok
initdb: warning: enabling "trust" authentication for local connections
initdb: hint: You can change this by editing pg_hba.conf or using the option -A, or --auth-local and --auth-host, the next time you run initdb.
Success. You can now start the database server using:
pg_ctl -D testdemo -l logfile start这样在当前目录下，就生成了一个testdemo的目录，里面有好多子目录和文件，下面我们来认识一下。
五、集群目录
shell
[senllang@hatch bin]$ cd testdemo/
[senllang@hatch testdemo]$ ll
total 56
drwx------. 5 senllang develops 33 Sep 2 14:42 base
drwx------. 2 senllang develops 4096 Sep 2 14:42 global
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_commit_ts
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_dynshmem
-rw-------. 1 senllang develops 5711 Sep 2 14:42 pg_hba.conf
-rw-------. 1 senllang develops 2640 Sep 2 14:42 pg_ident.conf
drwx------. 4 senllang develops 68 Sep 2 14:42 pg_logical
drwx------. 4 senllang develops 36 Sep 2 14:42 pg_multixact
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_notify
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_replslot
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_serial
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_snapshots
drwx------. 2 senllang develops 25 Sep 2 14:42 pg_stat
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_stat_tmp
drwx------. 2 senllang develops 18 Sep 2 14:42 pg_subtrans
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_tblspc
drwx------. 2 senllang develops 6 Sep 2 14:42 pg_twophase
-rw-------. 1 senllang develops 3 Sep 2 14:42 PG_VERSION
drwx------. 3 senllang develops 60 Sep 2 14:42 pg_wal
drwx------. 2 senllang develops 18 Sep 2 14:42 pg_xact
-rw-------. 1 senllang develops 88 Sep 2 14:42 postgresql.auto.conf
-rw-------. 1 senllang develops 29708 Sep 2 14:42 postgresql.conf先来看几个重要的目录和文件
- base 目录 它里面存储各个database中的数据，包括table，index, sequence, view等等；
- pg_wal 目录 存放我们常说的redo日志
- log 目录 数据库服务运行的日志，上图中没有，默认没有打开日志输出到文件的开关
- postgresql.conf 数据库服务的配置文件，比如数据库服务的监听IP，端口等大量配置
- pg_hba.conf 主机访问控制的配置文件，默认只能本机登陆，如果需要远程访问，就需要配置许可；
其它文件我们后面慢慢了解；
六、配置文件
我们重点介绍 数据库配置文件和主机访问控制配置，先来介绍几个入门级参数，这样就可以解决刚开始使用的问题，其它参数会随着其它功能介绍一起了解。
数据库配置
默认参数的前面都会加 # ,如果需要修改的话，需要去掉前面的#，修改才能生效。
监听配置
默认localhost 和 5432，如果要远程客户端访问，可以修改为具体IP或*
txt
listen_addresses = '*'
# port = 5432数据库连接数
数据库服务启动时，内存分配，锁的分配都和连接数有关，当然也不能无限大，默认连接数为100，这里可以根据自己的需求修改, 越大占用的内存和系统资源越多，够用即可；
txt
max_connections = 100数据库缓存大小
在select查询或insert插入数据时，并不是直接操作磁盘上的文件，而是操作缓存中的数据，如果数据不在缓存中，才会与磁盘进行交互，所以缓存当然是越大越好，能把需要的数据都加载进来，那性能就会提升。
默认是128MB，当然根据自己的数据量和机器的内存来定，如果只是尝试一下，默认也足够了，如果发现磁盘的IO很高，那就需要适当调大一些；
txt
shared_buffers = 128MB 数据库运行日志
调试过程序的都知道，运行日志的重要性，默认是关闭的，也就是不输出到文件中，建议打开，这样在发生异常时，可以通过运行日志文件来分析；
txt
logging_collector = on 主机访问控制
数据库有严格的访问控制，可以精确到某个database, user, 或网段，它的配置格式如下
txt
# local DATABASE USER METHOD [OPTIONS]
# host DATABASE USER ADDRESS METHOD [OPTIONS]
# hostssl DATABASE USER ADDRESS METHOD [OPTIONS]
# hostnossl DATABASE USER ADDRESS METHOD [OPTIONS]
# hostgssenc DATABASE USER ADDRESS METHOD [OPTIONS]
# hostnogssenc DATABASE USER ADDRESS METHOD [OPTIONS]我们想到配置远程访问，比如图形化客户端访问，可以加入一行, 允许所有IP可以访问所有数据库，必须使用密码校验。
txt
host all all 0.0.0.0/0 md5七、总结
通过本文，分享了postgresql 数据存储目录-数据集群目录概念，初始化数据库集群，以及一些入门级参数配置，期待您的反馈和加入。
结尾
非常感谢大家的支持，在浏览的同时别忘了留下您宝贵的评论，如果觉得值得鼓励，请点赞，收藏，我会更加努力！
作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com
如有错误或者疏漏欢迎指出，互相学习。
注：未经同意，不得转载！