PostgreSQL 入门学习教程，从入门到精通，PostgreSQL 16 服务器配置与数据库监控终极指南 —语法、案例与实战(18）

PostgreSQL 16 服务器配置与数据库监控终极指南 ---语法、案例与实战

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✅ 一、服务器配置概述

PostgreSQL 16 的服务器配置主要通过 配置文件 和 SQL 命令 控制，涵盖连接、资源、日志、查询优化、统计收集等核心模块。

📁 主要配置文件：

• postgresql.conf：主配置文件（全局参数）
• pg_hba.conf：客户端认证配置（Host-Based Authentication）
• pg_ident.conf：用户映射配置（可选）
  ⚙️ 配置方式优先级：

1. 会话级设置 ：SET LOCAL ...（事务内生效）
2. 会话级设置 ：SET ...（当前连接生效）
3. 数据库级设置 ：ALTER DATABASE ... SET ...
4. 用户级设置 ：ALTER ROLE ... SET ...
5. postgresql.conf（全局默认）

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✅ 二、服务器配置文件详解

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2.1 postgresql.conf ------ 主配置文件

📌 位置 ：通常位于 $PGDATA/postgresql.conf
📌 语法：

# 注释
parameter = value           # 字符串值加引号
parameter = 'value'         # 数值、布尔值可不加
parameter = 123
parameter = on/off          # 布尔值

✅ 案例1：查看和修改配置

# ✅ 查看当前配置文件路径
psql -U postgres -c "SHOW config_file;"

# 输出示例：
#              config_file
# ---------------------------------------
#  /var/lib/pgsql/16/data/postgresql.conf

# ✅ 查看某参数当前值
psql -U postgres -c "SHOW shared_buffers;"

# ✅ 在SQL中临时修改（会话级）
SET work_mem = '64MB';
SHOW work_mem;

# ✅ 永久修改（需编辑 postgresql.conf）
# 编辑文件：
nano /var/lib/pgsql/16/data/postgresql.conf

# 修改后重载（无需重启）：
pg_ctl reload -D /var/lib/pgsql/16/data

# 或使用SQL：
SELECT pg_reload_conf(); -- 返回 true 表示成功

✅ 常用查看命令：

SHOW ALL;                    -- 查看所有参数
SHOW shared_buffers;         -- 查看特定参数
SELECT name, setting, unit FROM pg_settings WHERE name LIKE '%work%';

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✅ 三、连接与认证配置（pg_hba.conf）

📌 功能：控制哪些主机、用户、数据库可以连接，以及认证方式。
📌 语法：

# TYPE  DATABASE        USER            ADDRESS         METHOD  [OPTIONS]
host    all             all             192.168.1.0/24  md5
local   mydb            myuser          peer
hostssl all             all             0.0.0.0/0       scram-sha-256

✅ 案例2：配置远程连接与认证

# ✅ 编辑 pg_hba.conf
nano /var/lib/pgsql/16/data/pg_hba.conf

# 添加以下行（允许192.168.1网段MD5密码登录）
host    all             all             192.168.1.0/24          md5

# 允许本地socket使用peer认证（操作系统用户映射）
local   all             all                                     peer

# 允许所有IP通过SSL+SCRAM-SHA-256登录（生产推荐）
hostssl all             all             0.0.0.0/0               scram-sha-256

# ✅ 修改 postgresql.conf 允许监听所有IP
listen_addresses = '*'   # 默认是 'localhost'

# ✅ 重启服务使配置生效
sudo systemctl restart postgresql-16

# ✅ 测试远程连接（从192.168.1.100）
psql -h 192.168.1.50 -U myuser -d mydb

✅ 认证方式说明：

• peer：本地socket，使用操作系统用户名
• md5：密码MD5加密（不推荐，易受中间人攻击）
• scram-sha-256：PostgreSQL 10+ 推荐，更安全的密码认证
• cert：SSL证书认证
• reject：拒绝连接

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✅ 四、资源消耗配置

📌 关键参数：控制内存、CPU、并发资源使用。

✅ 案例3：配置内存与并发

# postgresql.conf

# 共享内存缓冲区（建议物理内存25%）
shared_buffers = 4GB

# 临时缓冲区（每个会话的临时表使用）
temp_buffers = 32MB

# 每个操作（排序、哈希）可用内存
work_mem = 64MB          # 注意：每个操作独立，高并发时总内存 = work_mem * 并发操作数

# 维护操作内存（VACUUM, CREATE INDEX）
maintenance_work_mem = 2GB

# 自动清理内存
autovacuum_work_mem = -1  # -1 表示使用 maintenance_work_mem

# 最大连接数
max_connections = 200

# 超级用户保留连接
superuser_reserved_connections = 3

# 空闲事务超时（防连接泄漏）
idle_in_transaction_session_timeout = 10min

✅ 动态查看资源使用：

-- 查看当前连接数
SELECT count(*) FROM pg_stat_activity;

-- 查看活跃连接
SELECT pid, usename, application_name, state, query 
FROM pg_stat_activity 
WHERE state = 'active';

-- 查看等待的锁
SELECT * FROM pg_locks WHERE granted = false;

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✅ 五、预写式日志（WAL）配置

📌 WAL（Write-Ahead Logging）：保证数据一致性和崩溃恢复的核心机制。

✅ 案例4：配置 WAL 参数

# postgresql.conf

# WAL 日志级别（replica 支持流复制）
wal_level = replica

# 同步提交（on=强一致，off=高性能，remote_write=折中）
synchronous_commit = on

# WAL 缓冲区大小（默认 -1 = shared_buffers 的 1/32）
wal_buffers = 16MB

# 检查点间隔（时间 or WAL 大小触发）
checkpoint_timeout = 30min
max_wal_size = 4GB
min_wal_size = 1GB

# 归档模式（用于PITR备份）
archive_mode = on
archive_command = 'cp %p /backup/wal/%f'  # Linux 示例
# archive_command = 'copy "%p" "C:\\backup\\wal\\%f"'  # Windows 示例

✅ 监控 WAL 状态：

-- 查看 WAL 写入统计
SELECT * FROM pg_stat_bgwriter;

-- 查看当前 WAL LSN（日志序列号）
SELECT pg_current_wal_lsn();

-- 查看 WAL 文件大小（需超级用户）
SELECT pg_size_pretty(pg_current_wal_insert_lsn() - '0/00000000'::pg_lsn);

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✅ 六、查询规划配置

📌 控制优化器行为，影响执行计划选择。

✅ 案例5：配置查询优化器

# postgresql.conf

# 统计信息目标（越高越精确，但 ANALYZE 越慢）
default_statistics_target = 100

# 随机页成本（SSD 环境降低）
random_page_cost = 1.1    # HDD 默认4.0，SSD 建议1.1

# 顺序页成本
seq_page_cost = 1.0

# CPU 成本
cpu_tuple_cost = 0.01
cpu_index_tuple_cost = 0.005
cpu_operator_cost = 0.0025

# 并行查询
max_parallel_workers_per_gather = 4
parallel_setup_cost = 1000
parallel_tuple_cost = 0.1

# JIT 编译（PostgreSQL 11+）
jit = on
jit_above_cost = 100000

✅ 强制使用索引示例：

-- 如果优化器错误选择全表扫描，可临时调整成本
SET enable_seqscan = off;  -- 强制不使用顺序扫描（调试用，生产慎用！）
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE salary > 80000;
SET enable_seqscan = on;   -- 恢复默认

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✅ 七、错误报告和日志配置

📌 PostgreSQL 16 增强日志功能，便于监控和调试。

✅ 案例6：配置详细日志

# postgresql.conf

# 日志目的地
log_destination = 'stderr'

# 启用日志收集器
logging_collector = on

# 日志目录和文件名
log_directory = 'log'
log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'

# 日志轮转
log_rotation_age = 1d
log_rotation_size = 100MB

# 记录慢查询（>=1秒）
log_min_duration_statement = 1000

# 记录所有 DDL
log_statement = 'ddl'        # none, ddl, mod, all

# 记录连接/断开
log_connections = on
log_disconnections = on

# 记录锁等待
log_lock_waits = on

# PostgreSQL 16 新增：记录错误参数
log_parameter_max_length_on_error = 1024

# 记录临时文件（>=0字节）
log_temp_files = 0

# 记录检查点
log_checkpoints = on

✅ 查看日志：

# 实时查看日志
tail -f /var/lib/pgsql/16/data/log/postgresql-*.log

# 查找慢查询
grep "duration:" /var/lib/pgsql/16/data/log/postgresql-*.log | grep " > 1000ms"

✅ 在SQL中查看日志相关参数：

SHOW log_min_duration_statement;
SHOW log_statement;

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✅ 八、运行时统计配置

📌 统计收集器：收集数据库活动信息，用于性能分析。

✅ 案例7：启用统计收集

# postgresql.conf

# 启用统计收集器
track_activities = on
track_counts = on
track_io_timing = on      # I/O 时间统计（需 pg_stat_statements）
track_functions = all     # pl, all, none

# 统计信息保留时间
stats_temp_directory = 'pg_stat_tmp'  # 建议放在内存盘（如 /dev/shm/pg_stat_tmp）

✅ 查看统计信息：

-- 查看数据库统计
SELECT datname, numbackends, xact_commit, xact_rollback, blks_read, blks_hit
FROM pg_stat_database;

-- 查看表统计
SELECT schemaname, tablename, seq_scan, idx_scan, n_tup_ins, n_tup_upd, n_tup_del
FROM pg_stat_user_tables;

-- 查看索引使用情况
SELECT schemaname, tablename, indexname, idx_scan, idx_tup_read, idx_tup_fetch
FROM pg_stat_user_indexes;

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✅ 九、自动清理（Autovacuum）配置

📌 自动清理：回收死元组空间，更新统计信息，防止表膨胀。

✅ 案例8：配置自动清理

# postgresql.conf

# 启用自动清理
autovacuum = on

# 自动分析（更新统计信息）
autoanalyze = on

# 触发自动清理的阈值
autovacuum_vacuum_threshold = 50
autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.2   # 表变化20%触发

# 触发自动分析的阈值
autovacuum_analyze_threshold = 50
autovacuum_analyze_scale_factor = 0.1  # 表变化10%触发

# 并行自动清理
autovacuum_max_workers = 6
autovacuum_naptime = 1min
autovacuum_vacuum_cost_limit = 2000

✅ 手动触发清理：

-- 清理并分析表
VACUUM ANALYZE employees;

-- 仅清理（不锁表）
VACUUM employees;

-- 强制清理（锁表，重建索引）
VACUUM FULL employees;

-- 仅分析（更新统计信息）
ANALYZE employees;

✅ 监控自动清理状态：

SELECT schemaname, tablename, last_vacuum, last_autovacuum, last_analyze, last_autoanalyze
FROM pg_stat_user_tables
WHERE tablename = 'employees';

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✅ 十、客户端连接默认配置

📌 控制新连接的默认行为。

✅ 案例9：设置客户端默认值

# postgresql.conf

# 默认事务隔离级别
default_transaction_isolation = 'read committed'

# 默认事务只读
default_transaction_read_only = off

# 默认时区
timezone = 'UTC'

# 默认字符编码
client_encoding = 'UTF8'

# 默认日期风格
datestyle = 'ISO, MDY'

# 默认搜索路径
search_path = '"$user", public'

✅ 在SQL中设置用户/数据库级默认值：

-- 为用户设置默认 search_path
ALTER ROLE myuser SET search_path = 'myschema, public';

-- 为数据库设置默认 timezone
ALTER DATABASE mydb SET timezone = 'Asia/Shanghai';

-- 查看用户设置
SELECT rolname, rolconfig FROM pg_roles WHERE rolname = 'myuser';

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✅ 十一、锁管理配置

📌 控制锁等待行为和死锁检测。

✅ 案例10：配置锁参数

# postgresql.conf

# 死锁检测时间（毫秒）
deadlock_timeout = 1000

# 锁等待超时（语句级）
lock_timeout = 0        # 0=无限等待，建议生产设为 5000（5秒）

# 语句超时
statement_timeout = 30s  # 30秒超时（防慢查询拖垮系统）

# 空闲事务超时
idle_in_transaction_session_timeout = 10min

✅ 监控锁等待：

-- 查看当前锁
SELECT 
locktype, 
relation::regclass, 
mode, 
granted,
pid,
query
FROM pg_locks l
JOIN pg_stat_activity a ON l.pid = a.pid
WHERE NOT granted;  -- 未授予的锁（等待中）

-- 查看阻塞链
SELECT 
blocked_locks.pid AS blocked_pid,
blocked_activity.query AS blocked_query,
blocking_locks.pid AS blocking_pid,
blocking_activity.query AS blocking_query
FROM pg_catalog.pg_locks blocked_locks
JOIN pg_catalog.pg_stat_activity blocked_activity ON blocked_activity.pid = blocked_locks.pid
JOIN pg_catalog.pg_locks blocking_locks 
ON blocking_locks.locktype = blocked_locks.locktype
AND blocking_locks.database IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.database
AND blocking_locks.relation IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.relation
AND blocking_locks.page IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.page
AND blocking_locks.tuple IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.tuple
AND blocking_locks.virtualxid IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.virtualxid
AND blocking_locks.transactionid IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.transactionid
AND blocking_locks.classid IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.classid
AND blocking_locks.objid IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.objid
AND blocking_locks.objsubid IS NOT DISTINCT FROM blocked_locks.objsubid
AND blocking_locks.pid != blocked_locks.pid
JOIN pg_catalog.pg_stat_activity blocking_activity ON blocking_activity.pid = blocking_locks.pid
WHERE NOT blocked_locks.granted;

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✅ 十二、版本和平台兼容性配置

📌 确保跨版本/平台兼容性。

✅ 案例11：配置兼容性参数

# postgresql.conf

# SQL 标准兼容性
sql_standard_conforming_strings = on

# 旧版本兼容性（如8.3行为）
array_nulls = on

# 日期时间兼容性
DateStyle = 'ISO, MDY'

# 字符串函数兼容性
standard_conforming_strings = on

# 整数除法行为
div_precision_increment = 0

✅ 查看版本信息：

SELECT version();
-- PostgreSQL 16.1 on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (GCC) 11.4.1 20230605, 64-bit

SHOW server_version;
SHOW server_version_num;

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✅ 十三、监控数据库的活动

📌 实时监控连接、查询、锁、资源使用。

✅ 案例12：监控活跃会话

-- ✅ 查看所有活动会话
SELECT 
    pid,
    usename,
    application_name,
    client_addr,
    backend_start,
    state,
    state_change,
    query,
    wait_event_type,
    wait_event
FROM pg_stat_activity
WHERE state != 'idle'
ORDER BY state_change DESC;

-- ✅ 查看长时间运行的查询（>5分钟）
SELECT 
    pid,
    now() - query_start as duration,
    usename,
    query
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'active' 
  AND now() - query_start > interval '5 minutes'
ORDER BY duration DESC;

-- ✅ 查看空闲事务（可能泄漏）
SELECT 
    pid,
    now() - state_change as idle_duration,
    usename,
    query
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'idle in transaction'
ORDER BY idle_duration DESC;

-- ✅ 终止慢查询（需超级用户）
SELECT pg_terminate_backend(pid) 
FROM pg_stat_activity 
WHERE now() - query_start > interval '10 minutes' 
  AND state = 'active';

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✅ 十四、配置统计收集器

📌 启用详细统计收集（需重启）。

✅ 案例13：启用 pg_stat_statements（最常用扩展）

-- ✅ 安装扩展（需在 postgresql.conf 中配置 shared_preload_libraries）
-- 先修改 postgresql.conf:
-- shared_preload_libraries = 'pg_stat_statements'

-- 重启 PostgreSQL
sudo systemctl restart postgresql-16

-- ✅ 创建扩展
CREATE EXTENSION pg_stat_statements;

-- ✅ 查看最耗时的SQL（按总时间排序）
SELECT 
    query,
    calls,
    total_exec_time,
    mean_exec_time,
    rows,
    shared_blks_hit,
    shared_blks_read
FROM pg_stat_statements
ORDER BY total_exec_time DESC
LIMIT 10;

-- ✅ 重置统计信息
SELECT pg_stat_statements_reset();

✅ postgresql.conf 配置：

shared_preload_libraries = 'pg_stat_statements'
pg_stat_statements.track = all      # top, all, none
pg_stat_statements.max = 10000      # 最多跟踪的SQL数
pg_stat_statements.save = on        # 重启后保留统计

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✅ 十五、查看收集到的统计信息

📌 系统视图 ：pg_stat_*, pg_statio_*

✅ 案例14：全面统计分析

-- ✅ 数据库级统计
SELECT 
    datname,
    numbackends AS connections,
    xact_commit,
    xact_rollback,
    blks_read,
    blks_hit,
    pg_size_pretty(blks_read * 8192) AS read_bytes,
    pg_size_pretty(blks_hit * 8192) AS hit_bytes,
    (blks_hit * 100.0 / (blks_hit + blks_read)) AS hit_ratio
FROM pg_stat_database
WHERE datname NOT IN ('template0', 'template1');

-- ✅ 表级IO统计
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    heap_blks_read,
    heap_blks_hit,
    idx_blks_read,
    idx_blks_hit,
    toast_blks_read,
    toast_blks_hit,
    tidx_blks_read,
    tidx_blks_hit
FROM pg_statio_user_tables
ORDER BY heap_blks_read DESC;

-- ✅ 索引使用率（识别无用索引）
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    indexname,
    idx_scan AS scans,
    pg_size_pretty(pg_relation_size(indexrelid)) AS index_size
FROM pg_stat_user_indexes
WHERE idx_scan < 50  -- 使用次数少于50次
ORDER BY pg_relation_size(indexrelid) DESC;

-- ✅ 查询最频繁的表
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    seq_scan + idx_scan AS total_scans,
    n_tup_ins AS inserts,
    n_tup_upd AS updates,
    n_tup_del AS deletes
FROM pg_stat_user_tables
ORDER BY total_scans DESC
LIMIT 10;

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✅ 十六、监控磁盘的使用

📌 监控表空间、数据库、表、索引的磁盘占用。

✅ 案例15：监控磁盘使用量

-- ✅ 查看数据库大小
SELECT 
    datname,
    pg_size_pretty(pg_database_size(datname)) AS size
FROM pg_database
ORDER BY pg_database_size(datname) DESC;

-- ✅ 查看表空间大小
SELECT 
    spcname,
    pg_size_pretty(pg_tablespace_size(oid)) AS size
FROM pg_tablespace;

-- ✅ 查看当前数据库中所有表大小（含索引）
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) AS total_size,
    pg_size_pretty(pg_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) AS table_size,
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename) - pg_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) AS index_size
FROM pg_stat_user_tables
ORDER BY pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename) DESC;

-- ✅ 查看单个表详细大小
SELECT 
    'table' AS type, 
    pg_size_pretty(pg_relation_size('employees')) AS size
UNION ALL
SELECT 
    'indexes', 
    pg_size_pretty(pg_indexes_size('employees'))
UNION ALL
SELECT 
    'toast', 
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size('employees') - pg_relation_size('employees') - pg_indexes_size('employees'))
UNION ALL
SELECT 
    'total', 
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size('employees'));

-- ✅ 查看最大表（整个实例）
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) AS total_size
FROM pg_stat_user_tables
ORDER BY pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename) DESC
LIMIT 10;

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✅ 十七、磁盘满导致的失效

📌 磁盘满会导致：

• 无法写入WAL → 数据库崩溃
• 无法创建临时文件 → 查询失败
• 无法写入日志 → 无法诊断问题

✅ 案例16：模拟和处理磁盘满

-- ✅ 检查磁盘空间（SQL内无法直接查，需结合OS命令）
-- 在操作系统执行：
df -h /var/lib/pgsql/16/data

-- ✅ 如果磁盘满，紧急处理：
-- 1. 清理 pg_log（如果日志在数据目录）
rm /var/lib/pgsql/16/data/log/postgresql-*.log

-- 2. 清理 pg_wal/archive_status（如果归档卡住）
rm /var/lib/pgsql/16/data/pg_wal/archive_status/*.ready

-- 3. 扩大磁盘或迁移表空间（长期方案）

-- ✅ 在SQL中监控表膨胀（可能导致磁盘满）
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) AS total_size,
    n_dead_tup,
    n_live_tup,
    (n_dead_tup * 100.0 / (n_live_tup + n_dead_tup + 1)) AS dead_ratio
FROM pg_stat_user_tables
WHERE n_dead_tup > 1000
ORDER BY n_dead_tup DESC;

-- ✅ 清理膨胀表
VACUUM FULL VERBOSE ANALYZE employees;  -- 锁表，慎用！
-- 或使用 pg_repack（在线清理，需安装扩展）

✅ 预防措施：

• 设置监控告警（磁盘>80%告警）
• 定期 VACUUM 和 REINDEX
• 使用 pg_cron 定期清理日志
• 分离 WAL、日志、数据到不同磁盘

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✅ 十八、综合实战案例

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🎯 案例1：一键生成数据库健康报告

-- 创建健康检查函数
CREATE OR REPLACE FUNCTION get_db_health_report()
RETURNS TABLE(
    category TEXT,
    item TEXT,
    value TEXT,
    recommendation TEXT
) AS $$
BEGIN
    -- 连接数检查
    RETURN QUERY
    SELECT 
        'Connections'::TEXT,
        'Active Connections'::TEXT,
        count(*)::TEXT,
        CASE 
            WHEN count(*) > (SELECT setting::INT * 0.8 FROM pg_settings WHERE name = 'max_connections') 
            THEN '接近最大连接数，考虑增加 max_connections 或优化应用'
            ELSE '正常'
        END
    FROM pg_stat_activity WHERE state = 'active';

    -- 锁等待检查
    RETURN QUERY
    SELECT 
        'Locks'::TEXT,
        'Blocking Sessions'::TEXT,
        count(*)::TEXT,
        CASE 
            WHEN count(*) > 0 THEN '存在阻塞会话，需排查'
            ELSE '正常'
        END
    FROM pg_locks WHERE NOT granted;

    -- 表膨胀检查
    RETURN QUERY
    SELECT 
        'Bloat'::TEXT,
        tablename::TEXT,
        pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename))::TEXT,
        '建议执行 VACUUM FULL 或使用 pg_repack'
    FROM pg_stat_user_tables
    WHERE n_dead_tup > 10000 
      AND (n_dead_tup * 100.0 / (n_live_tup + n_dead_tup + 1)) > 20
    ORDER BY n_dead_tup DESC
    LIMIT 5;

    -- 无用索引检查
    RETURN QUERY
    SELECT 
        'Indexes'::TEXT,
        indexname::TEXT,
        '使用次数: ' || idx_scan::TEXT,
        '考虑删除此索引以节省空间和写性能'
    FROM pg_stat_user_indexes
    WHERE idx_scan < 50
    ORDER BY pg_relation_size(indexrelid) DESC
    LIMIT 5;

    -- 磁盘空间检查（需超级用户）
    RETURN QUERY
    SELECT 
        'Disk'::TEXT,
        'Database Size'::TEXT,
        pg_size_pretty(pg_database_size(current_database()))::TEXT,
        CASE 
            WHEN pg_database_size(current_database()) > 100*1024^3 THEN '数据库超过100GB，考虑分区或归档'
            ELSE '正常'
        END;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- ✅ 执行健康检查
SELECT * FROM get_db_health_report();

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🎯 案例2：自动化磁盘监控脚本

#!/bin/bash
# disk_monitor.sh

PGDATA="/var/lib/pgsql/16/data"
THRESHOLD=80  # 80% 告警
ADMIN_EMAIL="admin@company.com"

# 获取磁盘使用率
USAGE=$(df $PGDATA | tail -1 | awk '{print $5}' | sed 's/%//')

echo "PostgreSQL 数据目录磁盘使用率: ${USAGE}%"

if [ $USAGE -gt $THRESHOLD ]; then
    echo "⚠️  警告：磁盘使用率超过 ${THRESHOLD}%！" >&2
    
    # 发送邮件告警
    echo "PostgreSQL 磁盘空间不足！当前使用率: ${USAGE}%" | \
    mail -s "【紧急】PostgreSQL 磁盘告警" $ADMIN_EMAIL
    
    # 记录到日志
    echo "$(date): 磁盘使用率 ${USAGE}%，超过阈值 ${THRESHOLD}%" >> /var/log/pg_disk_alert.log
    
    # 尝试清理（示例）
    echo "正在清理旧日志..."
    find $PGDATA/log -name "postgresql-*.log" -mtime +7 -delete
    
    # 检查大表
    psql -U postgres -c "
        SELECT 
            schemaname || '.' || tablename as table_name,
            pg_size_pretty(pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename)) as size
        FROM pg_stat_user_tables 
        ORDER BY pg_total_relation_size(schemaname || '.' || tablename) DESC 
        LIMIT 5;
    "
else
    echo "✅ 磁盘使用率正常"
fi

✅ 设置定时任务：

# 每小时检查一次
crontab -e
0 * * * * /path/to/disk_monitor.sh

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🎯 案例3：完整 PostgreSQL 16 生产配置

# 🚀 postgresql.conf - PostgreSQL 16 生产环境最佳配置

# 连接
listen_addresses = '*'
port = 5432
max_connections = 300
superuser_reserved_connections = 5
idle_in_transaction_session_timeout = 10min

# 认证（pg_hba.conf 配置）
# hostssl all all 0.0.0.0/0 scram-sha-256

# 内存
shared_buffers = 8GB            # 25% of 32GB RAM
effective_cache_size = 24GB     # 75% of 32GB RAM
work_mem = 64MB                 # 300 connections * 64MB = 19.2GB (max)
maintenance_work_mem = 2GB
autovacuum_work_mem = -1

# WAL
wal_level = replica
synchronous_commit = on
wal_buffers = 16MB
checkpoint_timeout = 30min
max_wal_size = 4GB
min_wal_size = 1GB
archive_mode = on
archive_command = 'test ! -f /backup/wal/%f && cp %p /backup/wal/%f'

# 查询优化
random_page_cost = 1.1          # SSD
effective_io_concurrency = 200
default_statistics_target = 500
max_parallel_workers_per_gather = 4
jit = on

# 日志
log_destination = 'stderr'
logging_collector = on
log_directory = 'log'
log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'
log_rotation_age = 1d
log_min_duration_statement = 1000  # 1秒慢查询
log_checkpoints = on
log_connections = on
log_disconnections = on
log_lock_waits = on
log_temp_files = 0
log_parameter_max_length_on_error = 1024  # PG16

# 统计
track_activities = on
track_counts = on
track_io_timing = on
stats_temp_directory = '/dev/shm/pg_stat_tmp'  # RAM disk

# 自动清理
autovacuum = on
autovacuum_max_workers = 6
autovacuum_naptime = 1min
autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.1
autovacuum_analyze_scale_factor = 0.05

# 锁与超时
deadlock_timeout = 1s
lock_timeout = 5s
statement_timeout = 30s

# 扩展
shared_preload_libraries = 'pg_stat_statements,pg_cron'
pg_stat_statements.track = all
pg_stat_statements.max = 10000
pg_stat_statements.save = on

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✅ 十九、常见问题及解答（FAQ）

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❓ 疑问1：当服务器配置出现冲突时，采用什么方式的优先级？

答案 ：PostgreSQL 配置遵循 "就近原则"，优先级从高到低：

1. 会话内设置 （SET LOCAL）→ 仅当前事务有效
2. 会话设置 （SET）→ 当前连接有效
3. 数据库设置 （ALTER DATABASE ... SET ...）
4. 用户设置 （ALTER ROLE ... SET ...）
5. postgresql.conf → 全局默认值

✅ 案例演示优先级：

-- ✅ 1. 查看全局默认值
SHOW work_mem;  -- 假设 postgresql.conf 中设置为 '4MB'

-- ✅ 2. 用户级设置（需超级用户）
ALTER ROLE myuser SET work_mem = '32MB';

-- 重新连接后：
SHOW work_mem;  -- 显示 '32MB'

-- ✅ 3. 数据库级设置（覆盖用户设置）
ALTER DATABASE mydb SET work_mem = '64MB';

-- 重新连接 mydb 后：
SHOW work_mem;  -- 显示 '64MB'

-- ✅ 4. 会话级设置（覆盖所有）
SET work_mem = '128MB';
SHOW work_mem;  -- 显示 '128MB'

-- ✅ 5. 事务级设置（最高优先级）
BEGIN;
SET LOCAL work_mem = '256MB';
SHOW work_mem;  -- 显示 '256MB'
COMMIT;
SHOW work_mem;  -- 恢复为 '128MB'

-- ✅ 6. 重置为默认
RESET work_mem;
SHOW work_mem;  -- 恢复为数据库级 '64MB'

✅ 查看参数来源：

SELECT name, setting, source 
FROM pg_settings 
WHERE name = 'work_mem';
-- source 列显示：configuration file, database, user, session, override 等

📌 黄金法则 ：
越具体的设置优先级越高！事务 > 会话 > 数据库 > 用户 > 全局

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❓ 疑问2：为什么有时候磁盘没有写满性能仍然很低？

答案：磁盘性能瓶颈 ≠ 磁盘空间不足！常见原因：

1. I/O 等待高：磁盘响应慢（HDD、SSD老化、RAID降级）
2. 缓冲区命中率低 ：shared_buffers 太小，频繁读磁盘
3. 表膨胀：死元组占用空间，扫描效率低
4. 索引失效：统计信息过期，优化器选错计划
5. 锁竞争：大量行锁/表锁导致等待
6. WAL 写入瓶颈 ：synchronous_commit=on 且磁盘慢

✅ 案例：诊断性能问题

-- ✅ 1. 检查缓冲区命中率（应>90%）
SELECT 
    sum(blks_hit) * 100.0 / (sum(blks_hit) + sum(blks_read)) AS hit_ratio
FROM pg_stat_database;

-- ✅ 2. 检查表膨胀
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    n_dead_tup,
    (n_dead_tup * 100.0 / (n_live_tup + n_dead_tup + 1)) AS dead_ratio
FROM pg_stat_user_tables
WHERE n_dead_tup > 1000
ORDER BY dead_ratio DESC;

-- ✅ 3. 检查I/O等待（需 track_io_timing=on）
EXPLAIN (ANALYZE, BUFFERS) SELECT * FROM large_table WHERE condition;
-- 查看 "I/O Timings: read=xxx" 是否很高

-- ✅ 4. 检查锁等待
SELECT * FROM pg_locks WHERE NOT granted;

-- ✅ 5. 检查慢查询
SELECT 
    query,
    total_time,
    calls,
    mean_time
FROM pg_stat_statements
ORDER BY mean_time DESC
LIMIT 10;

-- ✅ 6. 检查WAL写入（后台写入器统计）
SELECT 
    checkpoints_timed,
    checkpoints_req,
    checkpoint_write_time,
    checkpoint_sync_time
FROM pg_stat_bgwriter;
-- checkpoint_sync_time 高表示磁盘同步慢

✅ 解决方案：

• I/O慢 ：升级到NVMe SSD，调整 random_page_cost=1.1

• 缓冲区命中低 ：增大 shared_buffers，预热关键表

• 表膨胀 ：定期 VACUUM，调整 autovacuum 参数

• 索引失效 ：定期 ANALYZE，调整 default_statistics_target

• 锁竞争 ：优化事务，减少长事务，设置 lock_timeout

• WAL瓶颈 ：考虑 synchronous_commit=off（可接受少量丢失），或使用更快磁盘
  📌 关键指标：

• 缓冲区命中率 > 95%

• 表膨胀率 < 10%

• 平均查询时间 < 100ms

• 锁等待次数 = 0

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✅ 二十、监控最佳实践总结

1. 配置先行：

   • 合理设置 postgresql.conf 和 pg_hba.conf
   • 启用 pg_stat_statements 和详细日志

2. 实时监控：

   • 使用 pg_stat_activity 监控活跃会话
   • 使用 pg_locks 监控锁等待
   • 设置 statement_timeout 防止慢查询拖垮系统

3. 定期检查：

   • 每日检查磁盘空间
   • 每周检查表膨胀和索引使用率
   • 每月审查慢查询日志

4. 自动化告警：

   • 磁盘空间 > 80% 告警
   • 连接数 > 80% 告警
   • 锁等待 > 30秒 告警

5. PostgreSQL 16 新特性：

   • 利用 log_parameter_max_length_on_error 增强错误诊断
   • 使用更详细的统计信息优化查询

🚀 终极口诀 ：
配置要合理，监控要实时，告警要及时，优化要持续！

📚 建议结合 Prometheus + Grafana + pg_exporter 构建可视化监控大盘！