PostgreSQL入门笔记250718
PostgreSQL 介绍
PostgreSQL（简称 Postgres）是一款功能极其强大且开源的对象-关系型数据库管理系统（ORDBMS）。它以可靠性、功能丰富、性能卓越和扩展性而闻名，是许多关键业务应用、地理信息系统（GIS）、数据分析平台等的首选数据库。
以下是对 PostgreSQL 的详细解析：
核心特性与优势
- 开源与自由： 遵循 PostgreSQL 许可证（类似 BSD/MIT），允许自由使用、修改和分发，无版权费用。
- 高度可扩展：
- 数据类型扩展： 支持自定义数据类型（CREATE TYPE）。
- 函数/操作符扩展： 可以用多种语言（如 SQL, PL/pgSQL, Python, Perl, C 等）编写自定义函数（CREATE FUNCTION）和操作符。
- 索引扩展： 支持创建自定义索引访问方法（例如 GiST, SP-GiST, GIN, BRIN），用于高效索引复杂数据类型（如几何对象、全文搜索、数组、JSONB）。
- 过程语言扩展： 可以加载新的服务器端编程语言（如 PL/Python, PL/V8, PL/R）。
- 符合标准： 对 SQL 标准（最新版本通常支持 SQL:2016 的核心功能）的高度兼容是其核心设计目标之一。这使得迁移和编写兼容性高的 SQL 代码更容易。
- 强大的数据完整性：
- 丰富的约束：主键、外键、唯一约束、非空约束、检查约束（CHECK）。
- 排他约束（EXCLUDE）：确保表中任意两行在指定的列或表达式上不满足某些条件（常用范围类型防止重叠）。
- 复杂的查询能力：
- 丰富的 JOIN 类型（INNER, LEFT/RIGHT/FULL OUTER, CROSS, LATERAL）。
- 强大的聚合函数和窗口函数（OVER, PARTITION BY, ORDER BY）。
- Common Table Expressions（CTEs），包括递归 CTEs（用于树形结构查询）。
- 表继承（一种面向对象的数据建模方式）。
- 分区表（原生声明式分区，支持范围、列表、哈希分区）。
- 全文搜索（内置支持，基于 tsvector/tsquery）。
- 并发控制与可靠性：
- 多版本并发控制： PostgreSQL 的核心并发机制。写操作不会阻塞读操作（读操作看到的是事务开始前的快照）。这极大地提高了高并发读场景下的性能。
- 事务支持： 完全支持 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）属性。
- 预写式日志： 所有修改在应用到实际数据文件之前都会先写入 WAL。这是实现数据持久化（D）、崩溃恢复、流复制和 PITR 的基础。
- 强大的崩溃恢复： 利用 WAL 在服务器崩溃后自动恢复到一致状态。
- 丰富的数据类型：
- 基础类型：整数（smallint, integer, bigint）、数值（decimal, numeric, real, double precision）、字符（varchar, text）、布尔值、日期/时间（timestamp, timestamptz, date, time, interval）、枚举、二进制数据（bytea）、货币（money）。
- 结构化类型：数组（任何基础类型或自定义类型的一维或多维数组）、复合类型（类似结构体）。
- 文档类型： JSON, JSONB（二进制 JSON，支持索引和高效查询）、XML。
- 几何类型： 点、线、线段、矩形、多边形、圆等（PostGIS 扩展提供更强大的 GIS 功能）。
- 网络地址类型： inet, cidr, macaddr。
- 全文搜索类型： tsvector, tsquery。
- 范围类型： int4range, int8range, numrange, tsrange, tstzrange, daterange（表示值的区间）。
- UUID 类型： 用于存储全局唯一标识符。
- HStore： 键值对存储（类似于 NoSQL）。
- 性能：
- 优化的查询规划器/执行器，能高效处理复杂查询。
- 多种高性能索引：B-tree（默认，适合范围查询和排序）、Hash（等值查询）、GiST（广义搜索树，适合多维数据、全文搜索、范围）、SP-GiST（空间分区树）、GIN（倒排索引，适合数组、全文搜索、JSONB）、BRIN（块范围索引，适合大型有序表）。
- 并行查询（支持顺序扫描、聚合、连接等操作的并行化）。
- 仅索引扫描（Index-Only Scans）：如果索引包含查询所需的所有列，则无需访问表数据。
- JIT 编译（即时编译，加速表达式计算）。
- 安全：
- 强大的身份验证机制：password, md5, scram-sha-256, ident, peer, pam, ldap, radius, cert 等。
- 精细的访问控制：基于角色的权限管理（GRANT/REVOKE），控制对象（表、视图、函数、模式等）的访问权限（SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, EXECUTE, USAGE, CREATE 等）。
- 行级安全：限制用户只能访问表中满足特定策略的行。
- SSL/TLS 加密客户端/服务器连接。
- 数据加密：可选择表空间级加密（结合文件系统或第三方工具）或列级加密（通过 pgcrypto 扩展）。
- 可编程性：
- 存储过程/函数： 支持多种过程语言：PL/pgSQL（类似 Oracle PL/SQL）、PL/Python、PL/Perl、PL/Tcl、PL/Java、PL/V8（JavaScript）、PL/R 等。支持返回单个值、行、表或游标。
- 触发器： 在特定事件（INSERT, UPDATE, DELETE, TRUNCATE）之前或之后自动执行函数。
- 规则系统： 提供一种强大的机制来重写查询或定义视图的更新行为（比触发器更底层，使用需谨慎）。
- 国际化： 支持多字节字符集（如 UTF-8），提供强大的排序、大小写转换和格式化功能（依赖于操作系统的 ICU 库或内置规则）。
关键组件与架构（简化）
- 进程模型：
- Postmaster： 主守护进程，监听连接请求。
- Backend Processes： 每个客户端连接对应一个后端进程，处理该连接的所有查询。
- Background Processes：
checkpointer: 定期将脏缓冲区写入数据文件并创建检查点（标记 WAL 中已持久化的位置）。background writer: 将脏缓冲区写入数据文件（减轻检查点压力）。wal writer: 将 WAL 缓冲区刷新到 WAL 文件。autovacuum launcher/workers: 自动执行 VACUUM 和 ANALYZE 操作。archiver: 归档 WAL 文件（如果配置了）。logger: 处理日志输出。stats collector: 收集统计信息。
- 内存结构：
- Shared Buffers： 最重要的共享内存区域，缓存表和索引的数据块。
- WAL Buffers： 缓存即将写入 WAL 文件的日志记录。
- Work Mem： 用于排序、哈希操作、临时表等的每个连接私有内存。
- Maintenance Work Mem： 用于维护操作（如 VACUUM, CREATE INDEX, ALTER TABLE ADD FOREIGN KEY）的每个操作私有内存。
- Temp Buffers： 用于临时表的每个会话私有内存。
- 存储结构：
- 集群（Cluster）： 一个 PostgreSQL 实例管理的数据库集合。对应一个数据目录（
PGDATA）。 - 数据库（Database）： 逻辑上独立的数据集合。属于一个集群。
- 模式（Schema）： 数据库内的命名空间，包含表、视图、函数等对象。用于逻辑组织和管理权限（默认模式
public）。 - 表空间（Tablespace）： 定义数据文件在磁盘上的物理存储位置。可以跨多个磁盘或文件系统。包含多个数据库的对象。
- 数据文件： 存储实际表、索引数据（通常按段分割）。
- WAL 文件： 存储事务日志（按段分割）。
- 集群（Cluster）： 一个 PostgreSQL 实例管理的数据库集合。对应一个数据目录（
- 事务与 MVCC：
- 每个元组（行）都有隐藏的系统列
xmin（创建该版本的事务 ID）和xmax（删除/锁定该版本的事务 ID）。 - 当一个事务开始时，它获取一个事务快照（Snapshot），决定它能"看到"哪些行版本（基于
xmin/xmax和事务状态）。 INSERT：创建新行，xmin= 当前事务 ID。UPDATE：将旧行标记为过期（设置xmax），并插入一个新行版本（xmin= 当前事务 ID）。DELETE：将行标记为过期（设置xmax）。- 过期的行版本（死元组）由 VACUUM 进程清理回收空间。
- 每个元组（行）都有隐藏的系统列
关键功能与技术
- 复制与高可用：
- 流复制（Streaming Replication）： 基于 WAL 的物理复制（主从，异步或同步）。主库将 WAL 记录流式传输给备用库，备用库重放 WAL 以保持同步。支持只读查询（热备）。
- 逻辑复制： 基于复制槽（Replication Slot）的逻辑解码。订阅者可以选择性地复制特定表的数据更改（INSERT/UPDATE/DELETE），支持跨版本复制、异构数据库复制（通过插件）。
- 高可用解决方案： 通常需要配合第三方工具（如 Patroni, repmgr, pgpool-II）实现自动故障转移（Failover）。
- 备份与恢复：
- 逻辑备份：
pg_dump（备份单个数据库）和pg_dumpall（备份整个集群，包括全局对象）。恢复使用psql或pg_restore。适合小数据量或特定对象恢复。 - 物理备份： 直接复制
PGDATA目录（需要数据库关闭或处于备份模式）。恢复时替换文件并启动。速度快，适合全量恢复。 - 持续归档与 PITR： 结合物理备份和连续归档的 WAL 文件。允许恢复到备份后的任意时间点（Point-in-Time Recovery）。是实现 RPO≈0 的关键。
- 逻辑备份：
- 扩展（Extensions）： PostgreSQL 活力的源泉。通过
CREATE EXTENSION命令加载。著名的扩展包括：- PostGIS： 地理空间对象支持，业界标准 GIS 扩展。
- pgcrypto： 加密函数。
- hstore： 键值对存储。
- uuid-ossp： 生成 UUID。
- pg_partman： 自动化分区管理。
- Citus： 分布式 PostgreSQL（Sharding）。
- TimescaleDB： 时序数据库扩展（基于 PostgreSQL）。
- pg_stat_statements： 跟踪 SQL 执行统计信息（性能调优必备）。
- 监控与调优：
- 系统视图（Catalog Views）：
pg_stat_activity,pg_stat_all_tables,pg_stat_all_indexes,pg_stat_bgwriter,pg_locks等提供丰富的运行时信息。 - 统计信息收集器： 自动收集表和索引的访问统计信息（需要
ANALYZE）。 EXPLAIN和EXPLAIN ANALYZE： 分析查询执行计划，是 SQL 性能调优的核心工具。- 日志文件： 配置日志级别（
log_statement,log_min_duration_statement等）获取详细信息。 - 外部工具： pgAdmin, DBeaver, psql, Nagios, Zabbix, Prometheus + Grafana (配合 exporters) 等。
- 系统视图（Catalog Views）：
适用场景
- Web 应用和 API 后端： 作为可靠的数据存储。
- 地理信息系统： 得益于 PostGIS 的强大功能。
- 数据仓库和分析平台： 强大的复杂查询和聚合能力（配合列存扩展如 Citus Columnar）。
- 金融应用： 对数据一致性和可靠性要求极高的场景。
- 科学数据： 支持复杂数据类型和自定义扩展。
- 内容管理系统： 存储结构化内容和元数据。
- 软件即服务： 多租户架构（通过 Schema 或 Row-Level Security 实现）。
- 时序数据： 配合 TimescaleDB 扩展。
总结
PostgreSQL 是一款功能全面、企业级、开源的关系数据库。它不仅仅是一个 SQL 数据库，更是一个强大的数据管理平台。其核心优势在于：
- 开源免费且无厂商锁定风险。
- 严格遵循 SQL 标准，兼容性好。
- 功能极其丰富且可扩展（数据类型、函数、索引、语言、扩展）。
- 数据完整性和可靠性（ACID, MVCC, WAL, PITR）卓越。
- 性能优秀且可调优。
- 活跃且庞大的社区支持。
无论你是开发人员、DBA 还是架构师，PostgreSQL 都是一个值得深入学习和信赖的数据库解决方案。它能够应对从简单应用到复杂企业级系统的各种挑战。
如果你想深入了解 PostgreSQL 的某个特定方面（如 MVCC 实现细节、流复制配置、JSONB 查询优化、PostGIS 使用、特定扩展等），欢迎提出更具体的问题！
postgresql 入门
PostgreSQL 与 MySQL 是两大主流开源关系型数据库，在设计理念、功能特性和适用场景上存在显著差异。以下是综合对比分析：
🧠 一、核心设计理念
-
PostgreSQL
- 目标定位 ：强调 SQL 标准兼容性、数据完整性与功能完备性，定位为企业级数据库。
- 架构：多进程模型（每个连接独立进程），资源隔离性好，适合高一致性场景。
-
MySQL
- 目标定位 ：追求 简单易用和高性能，尤其擅长读密集型操作（如 Web 应用）。
- 架构：多线程模型（连接共享进程），资源开销低，适合高并发简单查询。
📊 二、功能与扩展性
| 特性 | PostgreSQL | MySQL |
|---|---|---|
| SQL 支持 | 高度兼容 SQL 标准，支持 CTE、窗口函数、递归查询 | 部分兼容，高级功能支持较晚（如窗口函数在 8.0+） |
| 数据类型 | 丰富：数组、JSONB、范围类型、几何数据（PostGIS） | 基础类型为主，JSON 支持有限 |
| 索引类型 | B-tree、GIN、GiST、BRIN 等，支持表达式索引 | 以 B-tree 为主，全文索引较弱 |
| 扩展能力 | 支持插件（如 PostGIS）、自定义函数/类型 | 依赖存储引擎，扩展性有限 |
⚡ 三、性能对比
-
读操作
- MySQL 优势 ：简单查询响应快，尤其 读密集型场景（如缓存层）。
- PostgreSQL 劣势：多进程模型内存消耗较高。
-
写操作与复杂查询
- PostgreSQL 优势 ：MVCC 实现更彻底，复杂事务和 JOIN 操作性能更强（支持 Hash Join/Merge Join）。
- MySQL 劣势：仅支持 Nested Loop Join，复杂查询易成瓶颈。
🔒 四、事务与一致性
- ACID 支持：两者均支持（MySQL 需 InnoDB 引擎）。
- MVCC 实现 ：
- PostgreSQL：无锁读写，无需定期 VACUUM 回收空间（新版优化）。
- MySQL：基于回滚段，高并发写入时可能锁冲突。
🛠️ 五、高可用与运维
| 能力 | PostgreSQL | MySQL |
|---|---|---|
| 复制机制 | 物理流复制（强一致性）、逻辑复制 | 基于 Binlog 的逻辑复制（易主从不一致） |
| 分区表 | 声明式分区，支持范围/列表/哈希 | 分区功能较早支持，但优化有限 |
| DDL 操作 | 在线 DDL（如加字段不锁表） | 多数 DDL 锁表，需借助第三方工具（pt-online-schema-change） |
☁️ 六、适用场景推荐
-
选择 PostgreSQL 当：
- 需复杂分析（数据仓库）、GIS 系统、金融事务（强一致性）。
- 使用 JSONB 的高效文档存储或自定义数据类型。
-
选择 MySQL 当：
- 高并发 Web 应用（如 CMS、电商）、读多写少业务。
- 需要快速部署和简单运维的中小型项目。
💎 七、其他关键差异
- 许可证 ：
- PostgreSQL 使用 BSD 协议，可闭源修改。
- MySQL 使用 GPL，商业应用需注意许可约束。
- 社区生态 ：
- MySQL 有 Oracle 商业支持，工具链丰富（如 Percona Toolkit）。
- PostgreSQL 社区活跃，功能迭代更快（年更版本）。
💎 总结：核心选择维度 若追求 功能强大、数据一致性与复杂查询 ➔ PostgreSQL 更优；
若倾向 高性能读取、易用性及成熟生态 ➔ MySQL 更佳。
💡 实际选择需结合业务规模、团队技术栈及长期维护成本。例如，Instagram 因 GIS 需求选 PostgreSQL，而 GitHub 早期因简单读写选 MySQL。
postgresql 基础操作
以下是 PostgreSQL 基础操作的清晰指南，涵盖常用命令和核心操作场景：
一、连接数据库
bash
# 命令行连接（默认用户 postgres）
psql -U postgres -d 数据库名 -h 主机地址 -p 端口
# 示例：连接本机默认数据库
psql -U postgres -d postgres二、库操作
sql
-- 1. 创建数据库
CREATE DATABASE mydb;
-- 2. 切换数据库
\c mydb
-- 3. 删除数据库（谨慎！）
DROP DATABASE IF EXISTS mydb;
-- 4. 列出所有数据库
\l三、表操作
sql
-- 1. 创建表
CREATE TABLE users (
id SERIAL PRIMARY KEY, -- 自增主键
name VARCHAR(50) NOT NULL, -- 非空字符串
email VARCHAR(100) UNIQUE, -- 唯一约束
age INT CHECK (age >= 18), -- 检查约束
created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP -- 默认值
);
-- 2. 查看表结构
\d users
-- 3. 删除表
DROP TABLE IF EXISTS users;
-- 4. 修改表
ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20); -- 添加列
ALTER TABLE users DROP COLUMN phone; -- 删除列
ALTER TABLE users RENAME COLUMN email TO mail; -- 重命名列四、数据操作（CRUD）
sql
-- 1. 插入数据
INSERT INTO users (name, email, age)
VALUES
('张三', 'zhangsan@example.com', 25),
('李四', 'lisi@test.org', 30);
-- 2. 查询数据
SELECT * FROM users; -- 所有数据
SELECT name, age FROM users WHERE age > 25; -- 条件过滤
SELECT * FROM users ORDER BY created_at DESC; -- 排序
SELECT * FROM users LIMIT 5; -- 限制结果数
-- 3. 更新数据
UPDATE users SET age = 26 WHERE name = '张三'; -- 更新单条
UPDATE users SET age = age + 1; -- 批量更新（谨慎！）
-- 4. 删除数据
DELETE FROM users WHERE name = '李四'; -- 条件删除
TRUNCATE TABLE users; -- 清空表（不可回滚！）五、索引管理
sql
-- 1. 创建索引
CREATE INDEX idx_users_email ON users (email); -- 单列索引
CREATE INDEX idx_users_name_age ON users (name, age);-- 复合索引
-- 2. 查看索引
\di
-- 3. 删除索引
DROP INDEX idx_users_email;六、用户与权限
sql
-- 1. 创建用户
CREATE USER dev_user WITH PASSWORD 'mypassword';
-- 2. 授予权限
GRANT SELECT, INSERT ON users TO dev_user; -- 表级权限
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE mydb TO dev_user; -- 库级权限
-- 3. 撤销权限
REVOKE DELETE ON users FROM dev_user;
-- 4. 删除用户
DROP USER IF EXISTS dev_user;七、视图
sql
-- 1. 创建视图
CREATE VIEW adult_users AS
SELECT name, email FROM users WHERE age >= 18;
-- 2. 使用视图
SELECT * FROM adult_users;
-- 3. 删除视图
DROP VIEW adult_users;八、事务控制
sql
BEGIN; -- 开启事务
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT; -- 提交事务
-- 出错时回滚
ROLLBACK;九、备份与恢复
bash
# 备份单个数据库
pg_dump -U postgres -d mydb > mydb_backup.sql
# 恢复数据库
psql -U postgres -d newdb < mydb_backup.sql
# 全库备份
pg_dumpall -U postgres > alldb_backup.sql十、实用命令
sql
-- 查看连接进程
SELECT * FROM pg_stat_activity;
-- 终止进程
SELECT pg_terminate_backend(pid);
-- 查看锁
SELECT * FROM pg_locks;
-- 退出psql
\q注意事项
- 重要操作前备份数据 （尤其
DROP/TRUNCATE） - 生产环境避免直接操作主库（用从库或测试环境验证）
- WHERE 子句先验证（防止误删/误更新）
- 合理使用事务（确保数据一致性）
💡 推荐工具：
- 命令行：
psql- 图形界面：pgAdmin / DBeaver
- 学习文档：PostgreSQL 官方文档
掌握这些基础操作后，可进一步学习：
➔ JSONB 数据处理
➔ 存储过程（PL/pgSQL）
➔ 分区表
➔ 逻辑复制配置
postgresql 常用命令
以下是 PostgreSQL 最常用命令速查表，涵盖数据库操作、表管理、数据查询、系统监控等核心场景：
🚪 一、连接与退出
bash
# 连接数据库
psql -U <用户名> -d <数据库名> -h <主机> -p <端口>
# 退出psql
\q🗃️ 二、数据库操作
| 命令 | 说明 |
|---|---|
\l |
列出所有数据库 |
\c <数据库名> |
切换到指定数据库 |
CREATE DATABASE <库名>; |
创建新数据库 |
DROP DATABASE <库名>; |
删除数据库 |
\conninfo |
显示当前连接信息 |
📊 三、表操作
| 命令 | 说明 |
|---|---|
\dt |
列出当前库所有表 |
\d+ <表名> |
查看表结构（带详细信息） |
CREATE TABLE <表名> (...); |
创建表 |
DROP TABLE <表名>; |
删除表 |
ALTER TABLE <表名> ADD COLUMN <列名> <类型>; |
添加列 |
ALTER TABLE <表名> RENAME COLUMN <旧列名> TO <新列名>; |
重命名列 |
\copy <表名> FROM '文件路径' CSV HEADER; |
从CSV导入数据 |
🔍 四、数据查询（CRUD）
sql
-- 查
SELECT * FROM <表名> WHERE <条件> ORDER BY <列> LIMIT N;
SELECT COUNT(*) FROM <表名>; -- 统计行数
-- 增
INSERT INTO <表名> (列1,列2) VALUES (值1,值2);
-- 改
UPDATE <表名> SET 列=新值 WHERE <条件>;
-- 删
DELETE FROM <表名> WHERE <条件>;⚙️ 五、索引管理
sql
-- 创建索引
CREATE INDEX idx_name ON table (column);
-- 查看索引
\di
-- 删除索引
DROP INDEX idx_name;👥 六、用户与权限
| 命令 | 说明 |
|---|---|
\du |
列出所有用户/角色 |
CREATE USER <用户名> WITH PASSWORD '密码'; |
创建用户 |
ALTER USER <用户名> WITH PASSWORD '新密码'; |
修改密码 |
GRANT SELECT ON <表名> TO <用户名>; |
授权查询权限 |
REVOKE DELETE ON <表名> FROM <用户名>; |
撤销删除权限 |
📋 七、元命令（psql专属）
| 命令 | 说明 |
|---|---|
\x |
切换扩展显示模式（列转行） |
\e |
在编辑器中打开当前查询 |
\i <文件路径> |
执行SQL文件 |
\timing |
切换SQL执行时间显示 |
\? |
查看所有元命令帮助 |
\h |
SQL命令语法帮助 |
\g |
重新执行上次查询 |
\watch N |
每隔N秒重复执行查询 |
🖥️ 八、系统监控
sql
-- 查看活跃查询
SELECT * FROM pg_stat_activity;
-- 查看锁信息
SELECT * FROM pg_locks;
-- 终止进程
SELECT pg_terminate_backend(<进程ID>);
-- 查看数据库大小
SELECT pg_size_pretty(pg_database_size('<数据库名>'));
-- 查看表大小
SELECT pg_size_pretty(pg_total_relation_size('<表名>'));💾 九、备份与恢复
bash
# 备份单库
pg_dump -U <用户> -d <库名> > backup.sql
# 恢复单库
psql -U <用户> -d <库名> < backup.sql
# 备份全集群
pg_dumpall > alldb.sql⚠️ 高频危险命令警示
sql
DROP TABLE <表名>; -- 永久删除表（无确认）
TRUNCATE TABLE <表名>; -- 快速清空表（不可回滚）
DROP DATABASE <库名>; -- 永久删除数据库
UPDATE/DELETE 不带 WHERE 条件; -- 全表更新/删除📌 操作建议：
- 执行
UPDATE/DELETE前先运行SELECT验证条件- 重要操作前使用
BEGIN;开启事务，确认无误再COMMIT;- 生产环境避免直接操作，使用维护窗口
🧠 高效技巧
sql
-- 1. 快速复制表结构
CREATE TABLE new_table AS TABLE old_table WITH NO DATA;
-- 2. 批量插入优化
INSERT INTO table VALUES (v1), (v2), (v3); -- 单次多值
-- 3. 存在则更新，不存在则插入
INSERT INTO table (id, name)
VALUES (1, 'John')
ON CONFLICT (id)
DO UPDATE SET name = EXCLUDED.name;掌握这些命令可覆盖 90% 日常操作，建议保存为速查手册备用！
PostgreSQL 的 database(库), schema(架) 操作
以下是 PostgreSQL 中 数据库 (Database) 和 模式 (Schema) 的详细操作指南，包含创建、修改、删除等核心操作：
一、数据库 (Database) 操作 1. 创建数据库
sql
-- 基础创建
CREATE DATABASE mydb;
-- 完整选项（指定所有者、编码等）
CREATE DATABASE mydb
WITH
OWNER = postgres
ENCODING = 'UTF8'
LC_COLLATE = 'en_US.utf8'
LC_CTYPE = 'en_US.utf8'
TABLESPACE = pg_default
CONNECTION LIMIT = 50; -- 限制最大连接数2. 修改数据库
sql
-- 重命名数据库
ALTER DATABASE old_name RENAME TO new_name;
-- 修改所有者
ALTER DATABASE mydb OWNER TO new_owner;
-- 修改连接限制
ALTER DATABASE mydb WITH CONNECTION LIMIT 100;
-- 修改默认表空间
ALTER DATABASE mydb SET TABLESPACE new_tablespace;3. 删除数据库
sql
-- 安全删除（如果存在）
DROP DATABASE IF EXISTS mydb;
-- 强制删除（终止所有连接后删除）
SELECT pg_terminate_backend(pg_stat_activity.pid)
FROM pg_stat_activity
WHERE pg_stat_activity.datname = 'mydb';
DROP DATABASE mydb;4. 查看数据库
sql
-- 列出所有数据库
\l
-- 查看数据库详情
\l+
\list+
-- 查询系统表
SELECT * FROM pg_database;二、模式 (Schema) 操作 模式是数据库内的命名空间，用于组织数据库对象（表、视图、函数等）。
1. 创建模式
sql
-- 基础创建
CREATE SCHEMA myschema;
-- 指定所有者
CREATE SCHEMA myschema AUTHORIZATION postgres;
-- 创建带注释的模式
CREATE SCHEMA finance
COMMENT '用于存储财务相关数据';2. 修改模式
sql
-- 重命名模式
ALTER SCHEMA old_name RENAME TO new_name;
-- 修改所有者
ALTER SCHEMA myschema OWNER TO new_owner;
-- 添加注释
COMMENT ON SCHEMA myschema IS '业务数据存储空间';3. 删除模式
sql
-- 删除空模式
DROP SCHEMA myschema;
-- 强制删除（包含所有对象）
DROP SCHEMA myschema CASCADE;
-- 安全删除
DROP SCHEMA IF EXISTS myschema;4. 查看模式
sql
-- 列出当前数据库所有模式
\dn
-- 查看模式详情
\dn+
-- 查询系统表
SELECT * FROM information_schema.schemata;三、跨模式对象操作 1. 访问不同模式的对象
sql
-- 完全限定名访问
SELECT * FROM schema1.table1
JOIN schema2.table2 ON ...;
-- 设置搜索路径
SET search_path TO schema1, public, "$user";2. 移动对象到不同模式
sql
-- 移动表到新模式
ALTER TABLE public.mytable SET SCHEMA finance;
-- 移动函数
ALTER FUNCTION public.myfunc() SET SCHEMA utils;3. 跨模式权限管理
sql
-- 允许用户访问特定模式
GRANT USAGE ON SCHEMA finance TO user1;
-- 授予模式内所有表的权限
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA finance TO user1;
-- 设置默认权限
ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA finance
GRANT SELECT ON TABLES TO readonly_user;四、最佳实践
-
命名规范
sql-- 使用小写和下划线命名 CREATE SCHEMA hr_operations; CREATE DATABASE sales_data; -
环境隔离方案
sql-- 按环境创建模式 CREATE SCHEMA dev; CREATE SCHEMA staging; CREATE SCHEMA prod; -
多租户实现
sql-- 每个租户独立模式 CREATE SCHEMA tenant_acme; CREATE SCHEMA tenant_xyz; -- 共享核心表 CREATE TABLE public.tenants ( id SERIAL PRIMARY KEY, name VARCHAR(100) ); -
备份特定模式
bashpg_dump -U postgres -n 'finance' mydb > finance_schema.sql
五、关键系统表
| 系统表 | 描述 | 常用查询 |
|---|---|---|
pg_database |
数据库信息 | SELECT datname, pg_size_pretty(pg_database_size(datname)) FROM pg_database; |
pg_namespace |
模式信息 | SELECT nspname, nspowner FROM pg_namespace; |
information_schema.schemata |
模式元数据 | SELECT schema_name, schema_owner FROM information_schema.schemata; |
六、注意事项
-
删除保护
sql-- 防止误删生产数据库 ALTER DATABASE production_db OWNER TO admin_user; REVOKE CONNECT ON DATABASE production_db FROM public; -
模式搜索路径
sql-- 永久设置数据库的搜索路径 ALTER DATABASE mydb SET search_path TO myschema, public; -
默认模式 public
-
新用户默认有
public模式的CREATE权限 -
生产环境建议撤销：
sqlREVOKE CREATE ON SCHEMA public FROM PUBLIC;
-
掌握这些操作可高效管理 PostgreSQL 的数据库和模式结构，实现数据逻辑隔离和权限控制。
postgresql的 database 操作
以下是 PostgreSQL 中 数据库(database)操作 的全面指南，涵盖创建、管理、维护和优化的关键命令与最佳实践：
一、数据库创建
sql
-- 基础创建
CREATE DATABASE sales_db;
-- 完整参数创建
CREATE DATABASE sales_db
WITH
OWNER = sales_admin -- 指定所有者
ENCODING = 'UTF8' -- 字符编码
LC_COLLATE = 'en_US.utf8' -- 排序规则
LC_CTYPE = 'en_US.utf8' -- 字符分类
TEMPLATE = template0 -- 模板数据库
CONNECTION LIMIT = 100 -- 最大连接数
ALLOW_CONNECTIONS = true -- 允许连接
IS_TEMPLATE = false; -- 是否作为模板二、数据库修改
sql
-- 重命名数据库
ALTER DATABASE old_name RENAME TO new_name;
-- 修改所有者
ALTER DATABASE sales_db OWNER TO new_admin;
-- 修改连接限制
ALTER DATABASE sales_db WITH CONNECTION LIMIT 200;
-- 修改默认配置参数
ALTER DATABASE sales_db SET work_mem = '16MB';
ALTER DATABASE sales_db RESET work_mem; -- 重置参数三、数据库删除
sql
-- 安全删除
DROP DATABASE IF EXISTS test_db;
-- 强制终止连接后删除
SELECT pg_terminate_backend(pid)
FROM pg_stat_activity
WHERE datname = 'target_db';
DROP DATABASE target_db;四、数据库查看与信息查询
sql
-- 列出所有数据库
\l
\list
-- 查看数据库详情
\l+
SELECT * FROM pg_database;
-- 查看数据库大小
SELECT pg_size_pretty(pg_database_size('sales_db'));
-- 查看数据库配置
SELECT datname, datconfig FROM pg_database;五、模板数据库操作
sql
-- 1. 创建模板数据库
CREATE DATABASE my_template WITH IS_TEMPLATE = true;
-- 2. 基于模板创建新数据库
CREATE DATABASE new_db TEMPLATE my_template;
-- 3. 修改数据库为模板
ALTER DATABASE my_template WITH IS_TEMPLATE = true;六、数据库维护 1. 连接管理
sql
-- 查看活动连接
SELECT * FROM pg_stat_activity WHERE datname = 'sales_db';
-- 终止所有连接
SELECT pg_terminate_backend(pid)
FROM pg_stat_activity
WHERE datname = 'sales_db';2. 数据维护
sql
-- 清理空间
VACUUM FULL VERBOSE ANALYZE; -- 全库清理
-- 重建系统目录
REINDEX DATABASE sales_db;七、备份与恢复 1. 逻辑备份
bash
# 备份单个数据库
pg_dump -U postgres -Fc sales_db > sales_db.dump # 自定义格式
pg_dump -U postgres sales_db > sales_db.sql # SQL格式
# 备份所有数据库
pg_dumpall > full_backup.sql2. 恢复操作
bash
# 从SQL文件恢复
psql -U postgres -d sales_db < sales_db.sql
# 从自定义格式恢复
pg_restore -U postgres -d sales_db sales_db.dump
# 创建新库并恢复
createdb new_sales
pg_restore -U postgres -d new_sales sales_db.dump八、高级操作 1. 表空间管理
sql
-- 创建表空间
CREATE TABLESPACE fast_ssd LOCATION '/ssd_data';
-- 创建数据库到指定表空间
CREATE DATABASE perf_db TABLESPACE fast_ssd;
-- 修改数据库表空间
ALTER DATABASE sales_db SET TABLESPACE fast_ssd;2. 克隆数据库
sql
-- 通过模板克隆
CREATE DATABASE clone_db TEMPLATE sales_db;
-- 通过备份克隆
CREATE DATABASE clone_db;
pg_restore -d clone_db sales_db.dump九、权限管理
sql
-- 授权用户访问
GRANT CONNECT ON DATABASE sales_db TO sales_user;
-- 撤销权限
REVOKE CONNECT ON DATABASE sales_db FROM public;
-- 创建组角色
CREATE ROLE sales_team;
GRANT CONNECT ON DATABASE sales_db TO sales_team;
GRANT sales_team TO user1, user2;十、最佳实践
-
命名规范
- 使用小写+下划线：
sales_europe - 避免保留字：
order→sales_order
- 使用小写+下划线：
-
环境隔离
sqlCREATE DATABASE sales_dev; CREATE DATABASE sales_staging; CREATE DATABASE sales_prod; -
配置优化
sql-- 为分析型数据库增加内存 ALTER DATABASE analytics_db SET maintenance_work_mem = '1GB', work_mem = '128MB'; -
安全加固
sql-- 禁止public连接 REVOKE CONNECT ON DATABASE sales_prod FROM PUBLIC; -- 定期备份脚本 pg_dump -Fc sales_prod | gzip > /backups/sales_$(date +%Y%m%d).dump.gz -
监控脚本
sql-- 检查数据库状态 SELECT datname, pg_size_pretty(pg_database_size(datname)) as size, numbackends as connections FROM pg_database;
十一、故障排查
sql
-- 检查数据库状态
SELECT datname, datistemplate, datallowconn
FROM pg_database;
-- 修复损坏的数据库（需停机）
pg_dumpall | psql postgres # 重建整个集群掌握这些数据库操作后，您将能高效管理 PostgreSQL 数据库的生命周期，从创建到维护再到优化。建议结合 pgAdmin 或 DBeaver 等图形工具使用，复杂操作前务必备份数据！
postgresql: 切换database, 查看当前database
在 PostgreSQL 中，切换数据库 和查看当前数据库是日常操作的关键部分。以下是详细的操作指南：
🔄 一、切换数据库 1. 使用 psql 命令行工具
bash
# 从操作系统终端切换
psql -U <用户名> -d <目标数据库名>
# 示例：
psql -U postgres -d sales_db2. 在 psql 会话中切换
sql
-- 使用 \c 命令
\c <目标数据库名>
-- 示例：
\c sales_db
-- 带用户名切换（自动重连）
\c sales_db postgres3. 跨数据库操作（不切换）
sql
-- 在查询中指定数据库
SELECT * FROM other_db.public.sales_data;🔍 二、查看当前数据库 1. 使用 psql 元命令
sql
-- 查看当前连接信息
\c
-- 输出：You are connected to database "sales_db" as user "postgres" via socket...
-- 查看完整连接信息
\conninfo
-- 输出：You are connected to database "sales_db" as user "postgres" on host "localhost" at port "5432"2. SQL 查询方式
sql
-- 查看当前数据库名
SELECT current_database();
-- 查看数据库+用户信息
SELECT
current_database() AS current_db,
current_user AS current_user,
inet_client_addr() AS client_ip;3. 查看所有数据库状态
sql
SELECT
datname AS database,
pg_size_pretty(pg_database_size(datname)) AS size,
numbackends AS active_connections
FROM pg_database;🖥️ 三、图形化工具操作（以 pgAdmin 为例）
-
切换数据库：
- 在左侧对象浏览器中双击目标数据库
- 右键点击数据库 → "Query Tool" 打开新查询窗口
-
查看当前数据库：
- 查看查询窗口左上角数据库标签
- 状态栏显示当前连接的数据库名
⚠️ 四、注意事项
-
切换限制：
sql-- 无法在事务中切换数据库 BEGIN; \c new_db; -- 错误！无法在事务块内切换 -
连接权限：
sql-- 检查连接权限 SELECT has_database_privilege('sales_db', 'CONNECT'); -
连接失败处理：
bash# 尝试连接不存在的数据库 psql -d non_existent_db # 输出：FATAL: database "non_existent_db" does not exist
🧩 五、实用技巧 1. 快速切换脚本
bash
#!/bin/bash
# db_switch.sh
psql -U postgres -d $12. 在函数中获取数据库名
sql
CREATE OR REPLACE FUNCTION show_db() RETURNS TEXT AS $$
BEGIN
RETURN current_database();
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;
SELECT show_db(); -- 返回当前数据库名3. 跨数据库操作（需安装扩展）
sql
-- 安装 dblink 扩展
CREATE EXTENSION dblink;
-- 跨数据库查询
SELECT *
FROM dblink(
'dbname=hr_db user=admin password=secret',
'SELECT * FROM employees'
) AS t(id INT, name TEXT);💡 总结
| 操作 | 命令 | 使用场景 |
|---|---|---|
| 切换数据库 | \c <dbname> 或 psql -d <dbname> |
开发/运维中访问不同数据库 |
| 查看当前数据库 | SELECT current_database() |
脚本中动态获取数据库名 |
| 检查连接信息 | \conninfo |
调试连接问题 |
| 查看所有数据库 | \l 或 SELECT * FROM pg_database |
数据库管理 |
掌握这些操作能显著提升 PostgreSQL 的工作效率，特别是在多数据库环境中进行开发和维护时。
postgresql的 schema 操作
以下是 PostgreSQL 中 模式(schema)操作 的全面指南，涵盖创建、管理、权限控制和实用技巧：
一、模式基础概念 模式(schema) 是数据库内的逻辑命名空间，用于组织数据库对象（表、视图、函数等）。每个数据库默认包含一个 public 模式。
sql
-- 查看数据库中的模式
\dn
SELECT schema_name FROM information_schema.schemata;二、模式核心操作 1. 创建模式
sql
-- 基本创建
CREATE SCHEMA sales;
-- 指定所有者
CREATE SCHEMA hr AUTHORIZATION hr_admin;
-- 带注释创建
CREATE SCHEMA finance COMMENT '财务数据存储';2. 修改模式
sql
-- 重命名模式
ALTER SCHEMA sales RENAME TO north_america_sales;
-- 修改所有者
ALTER SCHEMA hr OWNER TO new_hr_admin;
-- 添加注释
COMMENT ON SCHEMA finance IS '所有财务相关表';3. 删除模式
sql
-- 安全删除
DROP SCHEMA IF EXISTS temp_schema;
-- 强制删除（包含所有对象）
DROP SCHEMA legacy_schema CASCADE;4. 查看模式详情
sql
-- 查看模式元数据
\dn+
SELECT *
FROM information_schema.schemata
WHERE schema_name = 'finance';
-- 查看模式大小
SELECT pg_size_pretty(
SUM(pg_total_relation_size(quote_ident(schemaname) || '.' || quote_ident(tablename))
) AS schema_size
FROM pg_tables
WHERE schemaname = 'sales';三、模式权限管理 1. 基础权限控制
sql
-- 授权用户访问模式
GRANT USAGE ON SCHEMA sales TO sales_user;
-- 授予所有表查询权限
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA sales TO report_user;
-- 撤销权限
REVOKE CREATE ON SCHEMA public FROM PUBLIC;2. 默认权限设置
sql
-- 设置新建对象的默认权限
ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA finance
GRANT SELECT, INSERT ON TABLES TO finance_team;3. 权限查询
sql
-- 查看模式权限
\dn+
SELECT grantee, privilege_type
FROM information_schema.role_schema_grants
WHERE schema_name = 'hr';四、对象操作与跨模式访问 1. 创建模式内对象
sql
-- 在指定模式创建表
CREATE TABLE sales.orders (
id SERIAL PRIMARY KEY,
amount DECIMAL NOT NULL
);
-- 创建视图
CREATE VIEW finance.revenue_report AS
SELECT * FROM sales.orders;2. 移动对象
sql
-- 移动表到不同模式
ALTER TABLE public.customers SET SCHEMA sales;
-- 移动函数
ALTER FUNCTION calculate_tax() SET SCHEMA finance;3. 跨模式访问
sql
-- 使用完全限定名
SELECT * FROM hr.employees
JOIN sales.orders ON employees.id = orders.employee_id;
-- 临时设置搜索路径
SET search_path TO sales, public;
SELECT * FROM orders; -- 自动搜索sales.orders五、搜索路径管理 1. 查看当前搜索路径
sql
SHOW search_path;
-- 默认值: "$user", public2. 修改搜索路径
sql
-- 会话级修改
SET search_path TO sales, hr, public;
-- 数据库级永久修改
ALTER DATABASE mydb SET search_path TO sales, public;
-- 用户级永久修改
ALTER ROLE sales_user SET search_path TO sales;六、实用技巧与最佳实践 1. 多租户实现
sql
-- 为每个租户创建独立模式
CREATE SCHEMA tenant_acme;
CREATE SCHEMA tenant_xyz;
-- 共享配置表
CREATE TABLE public.tenants (
id SERIAL PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100) NOT NULL
);2. 环境隔离
sql
-- 按环境创建模式
CREATE SCHEMA dev;
CREATE SCHEMA staging;
CREATE SCHEMA prod;
-- 使用相同表结构
CREATE TABLE dev.users AS SELECT * FROM prod.users WITH NO DATA;3. 备份特定模式
bash
# 备份单个模式
pg_dump -U postgres -n 'sales' mydb > sales_schema.sql
# 恢复模式
psql -U postgres -d mydb -f sales_schema.sql4. 模式克隆
sql
-- 复制模式结构
CREATE SCHEMA sales_backup;
CREATE TABLE sales_backup.orders (LIKE sales.orders INCLUDING ALL);七、系统表与监控 1. 关键系统表
| 表名 | 描述 |
|---|---|
pg_namespace |
存储所有模式信息 |
information_schema.schemata |
模式元数据 |
pg_tables |
所有表信息（含模式） |
2. 监控查询
sql
-- 查找大对象
SELECT schemaname, relname,
pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname||'.'||relname))
FROM pg_stat_user_tables
ORDER BY pg_total_relation_size DESC LIMIT 5;
-- 查看模式使用统计
SELECT schemaname,
COUNT(*) AS table_count,
SUM(seq_scan) AS total_scans
FROM pg_stat_user_tables
GROUP BY schemaname;八、安全实践
sql
-- 1. 限制public模式权限
REVOKE CREATE ON SCHEMA public FROM PUBLIC;
-- 2. 禁用危险函数
REVOKE EXECUTE ON FUNCTION public.pg_read_file(text) FROM PUBLIC;
-- 3. 定期审计
SELECT grantee, privilege_type
FROM information_schema.role_schema_grants
WHERE schema_name = 'finance';掌握这些模式操作后，您将能：
- 实现数据库对象的逻辑分组
- 建立多租户架构
- 精细控制数据访问权限
- 简化复杂数据库管理
- 实现环境隔离（开发/测试/生产）
💡 建议结合
pgAdmin图形工具操作复杂场景，关键操作前务必备份数据！
postgresql: 查看当前schema, 切换schema
在 PostgreSQL 中，查看当前 schema 和 切换 schema 是管理对象命名空间的关键操作。以下是详细指南：
🔍 一、查看当前 schema 1. SQL 查询方式
sql
-- 查看当前活动 schema (搜索路径中的第一个)
SELECT current_schema();
-- 查看完整搜索路径
SHOW search_path;
-- 默认值: "$user", public
-- 查看所有可用 schema
\dn
SELECT schema_name FROM information_schema.schemata;2. psql 元命令方式
sql
-- 查看当前 schema（通过对象操作）
\d
-- 显示当前搜索路径中第一个 schema 下的对象
-- 显示完整连接信息（包含当前数据库）
\conninfo
-- 输出：You are connected to database "mydb" as user "user1"...3. 图形工具查看（如 pgAdmin）
- 左侧对象浏览器中高亮显示的 schema 即为当前活动 schema
- 查询编辑器顶部显示数据库名和当前 schema
🔄 二、切换当前 schema PostgreSQL 没有直接切换 "当前 schema" 的命令，但可通过修改 search_path 实现等效操作：
1. 临时切换（仅当前会话有效）
sql
-- 设置搜索路径（影响后续所有查询）
SET search_path TO sales, public;
-- 验证切换
SHOW search_path; -- 输出: sales, public
SELECT current_schema(); -- 输出: sales2. 永久切换（数据库或用户级）
sql
-- 为当前数据库设置默认搜索路径
ALTER DATABASE mydb SET search_path TO hr, public;
-- 为特定用户设置默认搜索路径
ALTER ROLE user1 SET search_path TO finance;3. 在对象操作中指定 schema
sql
-- 创建表到指定 schema
CREATE TABLE sales.orders (...);
-- 查询特定 schema 的表
SELECT * FROM hr.employees;⚙️ 三、schema 切换实战场景 场景 1：开发环境切换
sql
-- 根据环境变量切换
SET search_path TO
CASE
WHEN current_setting('server_version_num')::int < 150000
THEN 'legacy'
ELSE 'current'
END,
public;场景 2：多租户应用
sql
-- 基于租户ID动态切换
SET search_path TO tenant_123, public;
SELECT * FROM orders; -- 自动访问 tenant_123.orders场景 3：版本化 schema
sql
-- 切换到新版本 schema
SET search_path TO v2, public;
-- 回滚到旧版本
SET search_path TO v1, public;🛠️ 四、高级管理技巧 1. 在函数中动态切换
sql
CREATE OR REPLACE FUNCTION get_sales_data()
RETURNS TABLE (id INT, amount DECIMAL) AS $$
BEGIN
SET LOCAL search_path TO sales; -- 函数内临时切换
RETURN QUERY SELECT * FROM orders;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;2. 配置文件预设
sql
-- postgresql.conf 全局设置
search_path = '"$user", public, shared'3. 连接字符串指定
python
# Python psycopg2 连接时设置
conn = psycopg2.connect(
dbname="mydb",
options="-c search_path=sales,public"
)⚠️ 五、注意事项
-
权限要求：
sql-- 用户需有目标 schema 的 USAGE 权限 GRANT USAGE ON SCHEMA sales TO user1; -
临时切换限制：
sqlBEGIN; SET search_path TO new_schema; -- 允许在事务中 COMMIT; -- 事务结束后恢复原设置 -
系统函数影响：
sql-- 部分系统函数在 pg_catalog 中 SET search_path TO sales; SELECT * FROM pg_tables; -- 仍能访问系统表
🔄 六、schema 切换流程图
sql
开始
│
├─ 临时切换 → SET search_path TO schema1 → 会话有效
│
├─ 永久切换 →
│ ├─ 用户级: ALTER ROLE user1 SET search_path...
│ └─ 数据库级: ALTER DATABASE db1 SET search_path...
│
└─ 对象级切换 → 使用全限定名: schema2.table
│
└─ 结束💡 七、最佳实践
-
命名规范
sql-- 避免歧义名称 CREATE SCHEMA fin_report; -- 而非 "finance" -
环境隔离
sql-- 开发环境 SET search_path TO dev, public; -- 生产环境 SET search_path TO prod, public; -
安全实践
sql-- 限制默认 public schema REVOKE CREATE ON SCHEMA public FROM PUBLIC; -
监控脚本
sql-- 记录 schema 切换历史 SELECT usename, datname, setconfig FROM pg_db_role_setting JOIN pg_database ON setdatabase = pg_database.oid JOIN pg_user ON setrole = pg_user.usesysid;
掌握 schema 的查看与切换技巧，您可以：
- 高效管理多环境开发
- 实现安全的数据隔离
- 简化复杂应用的数据库设计
- 灵活支持多租户架构
📌 关键记忆点：
SELECT current_schema()查看当前活动 schemaSET search_path TO ...实现"切换"效果- 生产环境避免使用
publicschema 存储业务数据