PostgreSQL数据库的运行机制和架构体系

PostgreSQL数据库的运行机制和架构体系

PostgreSQL架构:

  • Postmaster:主进程,负责启动其他所有进程。 Backend
  • Processes:后端进程,每个客户端连接会启动一个新的后端进程来处理查询。 Shared
  • Buffers:共享缓冲区,用于缓存数据块,提高读写效率。 WAL(Write-Ahead
  • Logging):预写日志,保证数据的持久性和恢复能力。 Background
  • Writer:后台写进程,定期将共享缓冲区中的脏页刷到磁盘。
  • Checkpointer:检查点进程,负责创建检查点,确保数据库在崩溃后可以快速恢复。

内存参数:

  • shared_buffers:定义共享缓冲区大小,建议设置为服务器内存的25%左右。
  • work_mem:单个查询的内存使用,适当调大可以加速排序和哈希操作。
  • maintenance_work_mem:维护操作的内存使用,如VACUUM和CREATE INDEX。

WAL设置:

  • wal_buffers:WAL缓冲区大小,适当增加以提高写性能。
  • checkpoint_segments:增加可以减少检查点的频率,提高写性能。
  • checkpoint_completion_target:设置检查点的完成时间比例,可以平滑I/O峰值。 表和索引的维护:
  • 定期执行VACUUM和ANALYZE操作,确保表统计信息和存储结构的健康。

查询优化:

  • 使用EXPLAIN和EXPLAIN ANALYZE工具分析查询计划,找出性能瓶颈。
  • 创建合适的索引,如B树索引、GIN索引、GIST索引等。 优化SQL语句,避免不必要的复杂查询。

PostGis:

  • PostGis是PostgreSQL的地理信息系统(GIS)扩展,允许在数据库中存储和操作地理数据。

基本概念:

  • Geometry:几何对象,如点、线、面等。 Spatial Reference
    System(SRS):空间参考系统,定义几何对象的坐标系。

常用功能:

  • 存储和查询几何数据:使用ST_GeomFromText将文本表示的几何数据插入数据库。
  • 空间查询:如距离查询ST_Distance,包含查询ST_Contains等。
  • 索引:使用GIST索引加速空间查询。

实用操作:

  • 创建扩展:CREATE EXTENSION postgis;
  • 插入几何数据:INSERT INTO table (geom) VALUES (ST_GeomFromText('POINT(1 1)', 4326));
    执行空间查询:SELECT * FROM table
    WHERE ST_Distance(geom, ST_GeomFromText('POINT(2 2)', 4326)) < 100;
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