postgresql之数据字典

greenplum是基于postgresql开发的分布式数据库，里面大部分的数据字典是一样的。我们在维护gp的时候对gp的数据字典比较熟悉，特此分享给大家。在这里不会详细介绍每个字典的内容，只会介绍常见的应用以及一些已经封装好了的函数。具体的介绍大家可以去看postgresql的中文文档（附件），里面有详细的解释。

    1.postgresql中，所有数据库的对象都是用oid连接在一起的。

        这样子会造成我们在理解数据字典的时候有一些不知所云。下面介绍几个函数，可以简化很多的操作。

名字	引用	描述
regproc	pg_proc	函数名字
regprocedure	pg_proc	带参数类型的函数
regoper	pg_operator	操作符名
regoperator	pg_operator	带参数类型的操作符
regclass	pg_class	关系名

 

      最常用的是regclass,关联数据字典的oid，使用方法如下：

 

aligputf8=# select 1259::regclass;
 regclass
----------
 pg_class
(1 row)
aligputf8=# select oid,relname from pg_class where oid='pg_class'::regclass;
 oid  | relname
------+----------
 1259 | pg_class
(1 row)

         这样子就可以通过regclass寻找一个表的信息，就不用去关联 pg_class跟pg_namespace（记录schema信息）了。比较方便。

        同样的，其他几个类型也是一样的用法，如regproc（regprocedure）是跟pg_proc（保存普通函数的命令）关联的。regoper(regoperator)是跟pg_operator（操作符）的oid关联的。

Eg:

aligputf8=# select oid::regoper,oid::regoperator,oid,oprname from pg_operator limit 1;
     oid      |        oid        | oid | oprname
--------------+-------------------+-----+---------
 pg_catalog.= | =(integer,bigint) |  15 | =
(1 row)

aligputf8=# select oid::regproc,oid::regprocedure,oid,proname from pg_proc limit 1;
  oid   |       oid       | oid  | proname
--------+-----------------+------+---------
 boolin | boolin(cstring) | 1242 | boolin
(1 row)

        下面给给出如何使用regclass的例子。

 

  2.获取表的字段信息。

         表名是放在pg_class，schema名是放在pg_namespace里面的，字段信息是放在pg_attribute里面的。一般是关联这三张表：

         eg:        

SELECT a.attname,pg_catalog.format_type(a.atttypid, a.atttypmod) AS data_type
 FROM    pg_catalog.pg_attribute a,
        (
         SELECT  c.oid
           FROM    pg_catalog.pg_class c
           LEFT JOIN pg_catalog.pg_namespace n
             ON n.oid = c.relnamespace
          WHERE c.relname = 'pg_class'
            AND n.nspname = 'pg_catalog'
         )b
 WHERE a.attrelid = b.oid
 AND a.attnum > 0
 AND NOT a.attisdropped ORDER BY a.attnum;

          如果使用regclass就会简化很多：                                  

SELECT a.attname,pg_catalog.format_type(a.atttypid, a.atttypmod) AS data_type
 FROM    pg_catalog.pg_attribute a
WHERE a.attrelid ='pg_catalog.pg_class'::regclass
 AND a.attnum > 0
 AND NOT a.attisdropped ORDER BY a.attnum;

          其实regclass就是一个类型，oid或text到regclass有一个类型转换，跟多表关联不一样，多数据字典表关联的话，如果表不存在，会返回空记录，不会报错，而如果采用regclass则会报错，所以在不确定表是否存在的情况下，慎用regclass。

 

3.获取表的分布键：

gp_distribution_policy记录这表的数据字典，localoid跟pg_class的oid关联。attrnums是一个数组，记录字段的attnum，跟pg_attribute里面的attnum关联的。

 

aligputf8=# create table cxfa2 ( a int ,b int ,c int ,d int ) distributed by (c,a);



ligputf8=# select * from gp_distribution_policy where localoid='cxfa2'::regclass     ;
localoid | attrnums
---------+----------
  334868 | {3,1}
1 row)

 select a.attrnums[i.i],b.attname,a.localoid::regclass
   from gp_distribution_policy a,
        (select generate_series(1,10))i(i),
        pg_attribute b
  where a.attrnums[i.i] is not null
    and a.localoid=b.attrelid
    and a.attrnums[i.i]=b.attnum
    and a.localoid='public.cxfa2'::regclass
      order by i.i;

 

结果如下：

 attrnums | attname | localoid
----------+---------+----------
        3 | c       | cxfa2
        1 | a       | cxfa2
(2 rows)

 

4.获取一个视图的定义。

aligputf8=# \df pg_get_viewdef
                          List of functions
   Schema   |      Name      | Result data type | Argument data types
------------+----------------+------------------+---------------------
 pg_catalog | pg_get_viewdef | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_viewdef | text             | oid, boolean
 pg_catalog | pg_get_viewdef | text             | text
 pg_catalog | pg_get_viewdef | text             | text, boolean
(4 rows)

使用这个系统函数可以获取视图的定义，可以传入oid或者是表名，第二个参数表示是否格式化输出，默认不格式化输出。

aligputf8=# create table cxfa( a int) distributed by (a);
CREATE TABLE
aligputf8=# create view v_cxfa as select * from cxfa;
CREATE VIEW
aligputf8=# select pg_get_viewdef('v_cxfa',true);
 pg_get_viewdef
----------------
  SELECT cxfa.a
    FROM cxfa;
(1 row)

 

其实这个函数是去获取数据字典pg_rewrite（存储为表和视图定义的重写规则），将规则重新算出sql展现给我们。可以通过下面sql去查询数据库保存的重写规则。

aligputf8=# select ev_action from pg_rewrite where ev_class='v_cxfa'::regclass;

                                                                                               ev_action                                                                                                                             

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 ({QUERY :commandType 1 :querySource 0 :canSetTag true :utilityStmt <> :resultRelation 0 :into <> :intoOptions <> :intoOnCommit 0 :intoTableSpaceName <> :hasAggs false :hasWindFuncs false :hasSubLinks false :rtable ({RTE :alias {ALIAS :aliasname *OLD* :colnames <>} :eref {ALIAS :aliasname *OLD* :colnames ("a")} :rtekind 0 :relid 334939 :inh false :inFromCl false :requiredPerms 0 :checkAsUser 0 :forceDistRandom false :pseudocols <>} {RTE :alias {ALIAS :aliasname *NEW* :colnames <>} :eref {ALIAS :aliasname *NEW* :colnames ("a")} :rtekind 0 :relid 334939 :inh false :inFromCl false :requiredPerms 0 :checkAsUser 0 :forceDistRandom false :pseudocols <>} {RTE :alias <> :eref {ALIAS :aliasname cxfa :colnames ("a")} :rtekind 0 :relid 334930 :inh true :inFromCl true :requiredPerms 2 :checkAsUser 0 :forceDistRandom false :pseudocols <>}) :jointree {FROMEXPR :fromlist ({RANGETBLREF :rtindex 3}) :quals <>} :targetList ({TARGETENTRY :expr {VAR :varno 3 :varattno 1 :vartype 23 :vartypmod -1 :varlevelsup 0 :varnoold 3 :varoattno 1} :resno 1 :resname a :ressortgroupref 0 :resorigtbl 334930 :resorigcol 1 :resjunk false}) :returningList <> :groupClause <> :havingQual <> :windowClause <> :distinctClause <> :sortClause <> :limitOffset <> :limitCount <> :rowMarks <> :setOperations <> :resultRelations <> :result_partitions <> :result_aosegnos <> :returningLists <> :intoOidInfo.relOid 0 :intoOidInfo.comptypeOid 0 :intoOidInfo.toastOid 0 :intoOidInfo.toastIndexOid 0 :intoOidInfo.toastComptypeOid 0 :intoOidInfo.aosegOid 0 :intoOidInfo.aosegIndexOid 0 :intoOidInfo.aosegComptypeOid 0})

(1 row)

 

与pg_get_viewdef类似的函数还有如下，其原理都是差不多的，将数据字典的重写规则翻译为sql：

aligputf8=# \df pg_get_*def
                                 List of functions
   Schema   |           Name            | Result data type |  Argument data types
------------+---------------------------+------------------+-----------------------
 pg_catalog | pg_get_constraintdef      | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_constraintdef      | text             | oid, boolean
 pg_catalog | pg_get_indexdef           | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_indexdef           | text             | oid, integer, boolean
 pg_catalog | pg_get_partition_def      | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_partition_def      | text             | oid, boolean
 pg_catalog | pg_get_partition_rule_def | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_partition_rule_def | text             | oid, boolean
 pg_catalog | pg_get_ruledef            | text             | oid
 pg_catalog | pg_get_ruledef            | text             | oid, boolean
 pg_catalog | pg_get_triggerdef         | text             | oid

注：触发器在greenplum里面是不支持的。 

5.分区表相关操作

\d一个表是看不出一个表是否是分区表的，所以必须查询数据字典才能知道。查分区表可以通过pg_partitions跟pg_partition_columns这两个视图来查询，但是这两个视图的结构非常复杂，在线上gp上数据字典都非常大，没有充分利用到索引，这个查询起来效率太低了。我们直接通过数据字典的实体表来查询的话，会快很多。

首先创建一个分区表：

create table public.cxfa3(
      id               integer
     ,name             character varying(20)
     ,birth            date
)Distributed by (id)
PARTITION BY range(birth)
(
    PARTITION p19860801 START ('1986-08-01'::date) END ('1986-08-02'::date) EVERY ('1 day'::interval),
    PARTITION p19860802 START ('1986-08-02'::date) END ('1986-08-03'::date) EVERY ('1 day'::interval)
);

 

    5.1 查询一个表是否是分区表

表pg_partition：每一个分区表的父表有一行记录。

parkind：    表示分区类型（range 或者 list）。

parnatts：  分区建个数。

paratts：       分区键，跟pg_attribute关联，是一个列表。

 表pg_partition_rule：保存分区表每一个子分区的分区名以及分区规则等。

aligputf8=# select count(*) from pg_partition where parrelid='public.cxfa3'::regclass;
 count
-------
     1
(1 row)

只要count的结果是=1的，表示该表是分区表，否则该表不是分区表。每个分区表在里面只有一行记录。

     5.2 查询一个表的分区键

aligputf8=# select attname as columnname
aligputf8-#   from pg_attribute a,pg_partition b
aligputf8-#  where a.attnum = b.paratts[0]
aligputf8-#    and b.parrelid = a.attrelid
aligputf8-#    and a.attrelid='public.cxfa3'::regclass;
 columnname
------------
 birth
(1 row)

由于现在gp上面的分区键都是一个的，所以为了效率，我们也只是获取第一个分区键

      5.3 查询分区表每个分区的具体信息

aligputf8=# SELECT pp.parrelid::regclass,pr1.parchildrelid::regclass,pr1.parname,
aligputf8-#          CASE
aligputf8-#              WHEN pp.parkind = 'h'::"char" THEN 'hash'::text
aligputf8-#              WHEN pp.parkind = 'r'::"char" THEN 'range'::text
aligputf8-#              WHEN pp.parkind = 'l'::"char" THEN 'list'::text
aligputf8-#              ELSE NULL::text
aligputf8-#          END AS partitiontype,
aligputf8-#          pg_get_partition_rule_def(pr1.oid, true) AS partitionboundary
aligputf8-# FROM  pg_partition pp, pg_partition_rule pr1
aligputf8-# WHERE pp.paristemplate = false AND pp.parrelid = 'cxfa3'::regclass AND pr1.paroid = pp.oid
aligputf8-# order by pr1.parname;
        parrelid |     parchildrelid     |  parname  | partitiontype |                                         partitionboundary
----------+-----------------------+-----------+---------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------
 cxfa3    | cxfa3_1_prt_p19860801 | p19860801 | range         | PARTITION p19860801 START ('1986-08-01'::date) END ('1986-08-02'::date) EVERY ('1 day'::interval)
 cxfa3    | cxfa3_1_prt_p19860802 | p19860802 | range         | PARTITION p19860802 START ('1986-08-02'::date) END ('1986-08-03'::date) EVERY ('1 day'::interval)
(2 rows)

6.查询comment（备注信息）

comment信息是放在表pg_description中的。

名字	类型	引用	描述
objoid	oid	任意 oid 属性	这条描述所描述的对象的 OID
classoid	oid	pg_class.oid	这个对象出现的系统表的 OID
objsubid	int4		对于一个表字段的注释，它是字段号(objoid 和 classoid 指向表自身)。对于其它对象类型，它是零。
description	text		作为对该对象的描述的任意文本

 

     查询在表上的comment信息：

aligputf8=# select  COALESCE(description,'') as comment from pg_description where objoid='cxfa'::regclass and objsubid=0;
               comment
--------------------------------------
 a table created by scutshuxue.chenxf
(1 row)

    查询表中字段的comment信息：

aligputf8=# select b.attname as columnname, COALESCE(a.description,'')  as comment
aligputf8-#   from pg_catalog.pg_description a,pg_catalog.pg_attribute b
aligputf8-#  where objoid='cxfa'::regclass
aligputf8-#    and a.objoid=b.attrelid
aligputf8-#    and a.objsubid=b.attnum;
 columnname |        comment
------------+------------------------
 a          | column a of table cxfa
(1 row)

7.查询权限信息

对于表、视图来说，在pg_class里面有一个字段relacl，保存了权限信息，如下：

aligputf8=# select relacl from pg_class where relname='cxfa3';
                         relacl
--------------------------------------------------------
 {gpadmin1=arwdxt/gpadmin1,role_aquery=arwdxt/gpadmin1}
(1 row)

具体解释如下：

              =xxxx -- 赋予 PUBLIC 的权限
         uname=xxxx -- 赋予一个用户的权限
   group gname=xxxx -- 赋予一个组的权限

r -- SELECT ("读")
                  w -- UPDATE ("写")
                  a -- INSERT ("追加")
                  d -- DELETE
                  x -- REFERENCES
                  t -- TRIGGER
                  X -- EXECUTE
                  U -- USAGE
                  C -- CREATE
                  c -- CONNECT
                  T -- TEMPORARY
             arwdxt -- ALL PRIVILEGES (用于表)
                  * -- 给前面权限的授权选项

/yyyy -- 授出这个权限的用户

对于函数，在pg_proc里面也有一个对应的字段proacl。对于schema，pg_namespace里面也有对应的字段nspacl。

但是查这些字段有点不是很方便，在数据库里面有很多函数可以方便一些查询。如下：

aligputf8=# \df *privilege*
                               List of functions
   Schema   |           Name           | Result data type | Argument data types
------------+--------------------------+------------------+---------------------
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_database_privilege   | boolean          | text, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_function_privilege   | boolean          | text, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_language_privilege   | boolean          | text, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_schema_privilege     | boolean          | text, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_table_privilege      | boolean          | text, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | name, oid, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | name, text, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | oid, oid, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | oid, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | oid, text, text
 pg_catalog | has_tablespace_privilege | boolean          | text, text
(36 rows)

示例：

查询role_aquery用户是否有访问public.cxfa3这个表的select权限。如果结果为't'则表示有这个权限，如果为'f'则没有权限。

aligputf8=# select has_table_privilege('role_aquery','public.cxfa3','select');
 has_table_privilege
---------------------
 t
(1 row)
aligputf8=# select has_table_privilege('role_dhw','public.cxfa3','select');
 has_table_privilege
---------------------
 f
(1 row)

8.查询表的依赖关系

          我们在drop一个表的时候，经常被提醒上面有视图，不能drop。例如：

aligputf8=# drop table cxfa;
NOTICE:  rule _RETURN on view v_cxfa depends on table cxfa
NOTICE:  view v_cxfa depends on rule _RETURN on view v_cxfa
ERROR:  cannot drop table cxfa because other objects depend on it
HINT:  Use DROP ... CASCADE to drop the dependent objects too.

         那么数据库里面是怎么保存这些依赖关系的呢？答案就在pg_depend数据字典。下面就以视图

                  create  view v_cxfa as select * from cxfa;

         为例，介绍依赖关系是如何工作的。

         pg_depend的官方文档：http://www.pgsqldb.org/pgsqldoc-8.1c/catalog-pg-depend.html#AEN56970

aligputf8=# select * from pg_depend where refobjid='cxfa'::regclass;
 classid | objid  | objsubid | refclassid | refobjid | refobjsubid | deptype
---------+--------+----------+------------+----------+-------------+---------
    1247 | 334931 |        0 |       1259 |   334930 |           0 | i
    2618 | 334941 |        0 |       1259 |   334930 |           1 | n
(2 rows)

aligputf8=# select relname from pg_class where oid in (1247,2618);
  relname
------------
 pg_type
 pg_rewrite
(2 rows)

aligputf8=# select typname from pg_type where oid=334931;
 typname
---------
 cxfa
(1 row)

aligputf8=# select rulename,ev_class::regclass,ev_class from pg_rewrite where oid=334941;
 rulename | ev_class | ev_class
----------+----------+----------
 _RETURN  | v_cxfa   |   334939
(1 row)

上面说明了复合类型（每创建一个表，都会在pg_type里面创建一个复合类型，drop表的时候会默认drop掉的）cxfa是依赖于表cxfa的，还有pg_rewrite这个表里面oid=334941的记录是依赖于表cxfa的，这个记录是表示视图v_cxfa的重写规则的，所以我们可以通过这个找到依赖于表cxfa的视图。

我们可以下面的sql来查询依赖于表上面的视图，过滤掉复合类型及其他函数等。

由于pg_depend是没有记录数据字典的依赖关系的，所以我们如果要查询数据字典上面的视图，我们可以这么做：

aligputf8=# select ev_class::regclass from pg_rewrite where oid in (
aligputf8(#    select b.objid
aligputf8(#      from pg_depend a,pg_depend b
aligputf8(#     where a.refclassid=1259
aligputf8(#       and b.deptype='i'
aligputf8(#       and a.classid=2618
aligputf8(#       and a.objid=b.objid
aligputf8(#       and a.classid=b.classid
aligputf8(#       and a.refclassid=b.refclassid
aligputf8(#       and a.refobjid<>b.refobjid
aligputf8(#       and a.refobjid='cxfa'::regclass
aligputf8(#    );
 ev_class
----------
 v_cxfa
(1 row)

 

查出pg_attribute的oid：

aligputf8=# select oid from pg_class where relname='pg_attribute';
 oid
------
 1249
(1 row)

加入一个视图，验证能否找到新加入的表：

aligputf8=# create view v_cxf_attribute as select * from pg_attribute;

CREATE VIEW

 

然后用下面的sql查找出视图：

aligputf8=# SELECT ev_class::regclass FROM pg_catalog.pg_rewrite WHERE ev_action like '%relid 1249%';
                  ev_class
--------------------------------------------
 pg_stats
 pg_partition_columns
 information_schema.attributes
 information_schema.check_constraints
 information_schema.column_domain_usage
 information_schema.column_privileges
 information_schema.column_udt_usage
 information_schema.columns
 information_schema.constraint_column_usage
 information_schema.key_column_usage
 information_schema.role_column_grants
 information_schema.table_constraints
 information_schema.view_column_usage
 information_schema.element_types
 v_cxf_attribute
(15 rows)

9.类型转换

        在gp中，我们经常使用 cast函数，或者是::type进行类型转换，究竟哪两种类型之间是可以转换的，哪两种类型之间不能转换，转换的规则是什么。其实这些都在pg_cast里面中定义了。

 

名字	类型	引用	描述
castsource	oid	pg_type.oid	源数据类型的 OID
casttarget	oid	pg_type.oid	目标数据类型的 OID
castfunc	oid	pg_proc.oid	用于执行这个转换的函数的 OID 。如果该数据类型是二进制兼容的，那么为零(也就是说，不需要运行时的操作来执行转换)。
castcontext	char		标识这个转换可以在什么环境里调用。e 表示只能进行明确的转换(使用 CAST 或 :: 语法)。a 表示在赋值给目标字段的时候隐含调用，也可以明确调用。i 表示在表达式中隐含，当然也包括其它情况。

 

        我们想知道，text类型到date类型的转换是用了那个函数可以这么查：

aligputf8=# select castfunc::regprocedure from pg_cast where castsource='text'::regtype and casttarget='date'::regtype;
  castfunc
------------
 date(text)
(1 row)

aligputf8=# select '20110302'::date;
    date
------------
 2011-03-02
(1 row)

aligputf8=# select date('20110302');
    date
------------
 2011-03-02
(1 row)

可以看出，cast('20110302' as date)跟'20110302'::date其实都是调用了date('20110302')函数进行类型转换了。

我们是否可以自定义类型转换呢？答案是肯定的。

比方说，上面的regclass类型是没有到text类型的转换的：

aligputf8=# select 1259::regclass::text;
ERROR:  cannot cast type regclass to text
LINE 1: select 1259::regclass::text;

           我们先创建一个类型转换函数：

CREATE or replace FUNCTION regclass2text(a regclass)
  RETURNS text
AS $
  return a;
$ LANGUAGE plpythonu;

          然后定义一个cast类型转换规则。

aligputf8=# create cast(regclass as text) with function regclass2text(a regclass);
CREATE CAST

         这样子我们就定义好了一个类型转换，验证：

aligputf8=# select 1259::regclass::text;
   text
----------
 pg_class
(1 row)

aligputf8=# select cast(1259::regclass as text);
   text
----------
 pg_class
(1 row)