PostgreSQL | PostgreSQL 入门

PostgreSQL | PostgreSQL 入门

一、PG简介

PostgreSQL 是一个免费的对象-关系数据库服务器(ORDBMS)，在灵活的BSD许可证下发行

  • PostgreSQL官网 https://www.postgresql.org/
  • PostgreSQL中文社区 http://www.postgres.cn/v2/home
  • 全球数据库排行 https://db-engines.com/en/
  • 国产数据库排行 https://www.modb.pro/dbRank
1.1 PG的历史
  • PostgreSQL最初设想于1986年，当时被叫做Berkley Postgres Project
  • 该项目一直到1994年都处于演进和修改中，直到开发人员Andrew Yu和Jolly Chen在Postgres中添加了一个SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）翻译程序，该版本叫做Postgres95，在开放源代码社区发放,以社区的形式运作。
  • 1996年，再次对Postgres95做了较大的改动，并将其作为PostgresSQL6.0版发布。该版本的Postgres提高了后端的速度，包括增强型SQL92标准以及重要的后端特性（包括子选择、默认值、约束和触发器）
  • 2005年，发布8.0版本，开始支持windows系统环境
  • PostgreSQL 9.0 ：支持64位windows系统，异步流数据复制、Hot Standby；
  • PostgreSQL 9.1 ：支持数据同步复制，unlogged tabels、serializable snapshot isolation、FDW 外部表。
  • 此版本后，PostgreSQL 开始得到中国多个行业用户的关注，开始有应用于电信、保险、制造业等边缘系统。
  • 目前生产环境主流的版本是PostgreSQL 12
  • 2021-09-30，PostgreSQL全球开发组宣布，功能最为强大的开源数据库，PostgreSQL 14版本正式发布！
1.1PG的社区
  • 纯社区
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    • 最终用户：希望社区长久，期望可以享受免费的、可持续发展的、开源的、不被任何商业公司、不被任何国家控制的企业级数据库。去O，去DB2 ，去Sybase；
    • 云厂商：自研是最佳选择，但是自研有一些问题：譬如需要培养生态，需要市场背书，需要大量研发资源，可能需要重复造轮子；
    • 数据库厂商： 需要一款可以无法律风险，二次分发的开源数据库，唯有PG
    • 数据库服务|DaaS服务提供商
  • 完善的组织结构
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  • 开源许可独特性
    • BSD许可协议（英语：Berkeley Software Distribution license）是自由软件中使用最广泛的许可协议之一。BSD就是遵照这个许可证来发布。BSD许可协议，二开版本可开源也可闭源商用。
    • 跟其他条款相比，从GNU通用公共许可证（GPL）到限制重重的著作权（Copyright），BSD许可证比较宽松，甚至跟公有领域更为接近。"Take it down to the copy center and make as many copies as you want"。可以说，GPL强迫后续版本必须一样是自由软件，BSD的后续版本可以选择要继续是BSD或其他自由软件条款或封闭软件等等。
1.3 PostgreSQL与MySQL的比较
  • PostgreSQL相对于MySQL的优势
    • 在SQL的标准实现上要比MySQL完善，而且功能实现比较严谨。
    • 对表连接支持较完整，优化器的功能较完整，支持的索引类型很多，复杂查询能力较强。
    • PG主表采用堆表存放，MySQL采用索引组织表，能够支持比MySQL更大的数据量。
    • PG的主备复制属于物理复制，相对于MySQL基于binlog的逻辑复制，数据的一致性更加可靠，复制性能更高，对主机性能的影响也更小。
    • PostgreSQL支持JSON和其他NoSQL功能，如本机XML支持和使用HSTORE的键值对。它还支持索引JSON数据以加快访问速度，特别是10版本JSONB更是强大。
    • PostgreSQL完全免费，而且是BSD协议，MySQL现在主要是被Oracle公司控制（GPL协议）。
  • MySQL相对于PG的优势
    • innodb的基于回滚段实现的MVCC机制，相对PG新老数据一起存放的基于XID的MVCC机制，是占优的。新老数据一起存放，需要定时触 发VACUUM，会带来多余的IO和数据库对象加锁开销，引起数据库整体的并发能力下降。而且VACUUM清理不及时，还可能会引发数据膨胀。

    MVCC (Multiversion Concurrency Control) 中文全程叫多版本并发控制，是现代数据库（包括 MySQL、Oracle、PostgreSQL 等）引擎实现中常用的处理读写冲突的手段，目的在于提高数据库高并发场景下的吞吐性能。

    • MySQL采用索引组织表，这种存储方式非常适合基于主键匹配的查询、删改操作，但是对表结构设计存在约束。
    • MySQL的优化器较简单，系统表、运算符、数据类型的实现都很精简，非常适合简单的查询操作。
    • MySQL相对于PG在国内的流行度更高，PG在国内显得就有些落寞了。
    • MySQL的存储引擎插件化机制，使得它的应用场景更加广泛，比如除了innodb适合事务处理场景外，myisam适合静态数据的查询场景。

二、PostgreSQL的下载安装

2.1 Windows 上安装 PostgreSQL

  • 下载安装

    • 访问官网下载地址 https://www.enterprisedb.com/downloads/postgres-postgresql-downloads
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    • 下载最新发布的PostgreSQL 14 双击下载安装包，开始安装
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    • 选择安装组件
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    • 设置数据库路径
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    • 设置超级用户的密码
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    • 设置端口号，可以直接用默认就行
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    • 去掉勾选，直接点 Finish
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    • 打开 pgAdmin 4
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    • pgAdmin 主页如下
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    • 点击左侧的 Servers > Postgre SQL 10
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    • 输入密码，点击 OK 即可
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    • 控制面板如下
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    • 打开 SQL Shell(psql)
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  • 远程访问

    • 打开postgresql安装目录的data子目录
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    • 修改pg_hba.conf文件：在IPV4部分添加新的一行:host all all 0.0.0.0/0 md5
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    • 控制面板-->系统与安全-->Windows防火墙,关闭防火墙。
    • 重启服务
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2.2 Linux 上安装 PostgreSQL
  • 下载安装

    • 访问官网下载地址https://www.postgresql.org/download/
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    • 选择相应的版本和平台
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      # Install the repository RPM:
sudo yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm
# Install PostgreSQL:
sudo yum install -y postgresql14-server
# Optionally initialize the database and enable automatic start:
sudo /usr/pgsql-14/bin/postgresql-14-setup initdb
sudo systemctl enable postgresql-14
sudo systemctl start postgresql-14

    • 导入yum源

      sudo yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm

    • 安装PostgreSQL服务

      sudo yum install -y postgresql14-server

    • 初始化数据库

      sudo /usr/pgsql-14/bin/postgresql-14-setup initdb

    • 启动PostgreSQL服务

      #设置PostgreSQL服务为开机启动
sudo systemctl enable postgresql-14
#启动PostgreSQL服务
sudo systemctl start postgresql-14
  • 修改postgres账号密码
    • PostgreSQL安装成功之后，会默认创建一个名为postgres的Linux用户，初始化数据库后，会有名为postgres的数据库，来存储数据库的基础信息，例如用户信息等等，相当于MySQL中默认的名为mysql数据库。
    • postgres数据库中会初始化一名超级用户postgres
    • 为了方便我们使用postgres账号进行管理，我们可以修改该账号的密码
    • 进入PostgreSQL命令行
    • 通过su命令切换linux用户为postgres会自动进入命令行
      su postgres
    • 启动SQL Shell
      psql
    • 修改密码
      ALTER USER postgres WITH PASSWORD 'NewPassword';
  • 配置远程访问
    • 开放端口
      sudo firewall-cmd --add-port=5432/tcp --permanent
sudo firewall-cmd --reload
    • 修改IP绑定
      #修改配置文件
vi /var/lib/pgsql/14/data/postgresql.conf
#将监听地址修改为*
#默认listen_addresses配置是注释掉的，所以可以直接在配置文件开头加入该行
listen_addresses='*'
    • 允许所有IP访问
      #修改配置文件
vi /var/lib/pgsql/14/data/pg_hba.conf

#在文件尾部加入
host  all  all 0.0.0.0/0 md5
    • 重启PostgreSQL服务
      #重启PostgreSQL服务
sudo systemctl restart postgresql-14

三、PostgreSQL的基本使用

3.1 登录
  • 登录
    #psql -h 服务器 -U 用户名  -d 数据库 -p 端口地址  // -U 是大写
psql -U dbuser -d exampledb -h 127.0.0.1 -p 5432
$ psql (连接数据库，默认用户和数据库都是postgres)
#相当于系统用户postgres以同名数据库用户的身份，登录数据库，这是不用输入密码的。如果一切正常，系统提示符会变为"postgres=#"，表示这时已经进入了数据库控制台。
3.2 数据库操作

  • 数据库操作

    #创建数据库
CREATE DATABASE mydb;
#查看所有数据库
\l
#切换当前数据库
\c mydb
#删除数据库
drop database <dbname>
3.3 数据库值类型
  • 创建表格时每列都必须使用数据类型。PotgreSQL中主要有三类数据类型：
    • 数值数据类型
    • 字符串数据类型
    • 日期/时间数据类型
  • 数值数据类型
    名字 存储长度 描述 范围
    smallint 2字节 小范围整数 -32768到+32767
    integer 4字节 常用的整数 -32768到+32767
    bigint 8 字节 大范围整数 -9223372036854775808 到 +9223372036854775807
    decimal 可变长 用户指定的精度，精确 小数点前 131072 位；小数点后 16383 位
    numeric 可变长 用户指定精度，精确 小数点前 131072 位；小数点后 16383 位
    real 4 字节 可变精度，不精确 6 位十进制数字精度
    double 8 字节 可变精度，不精确 15 位十进制数字精度
  • 字符串字符串类型包括
    • char(size)，character(size)：固定长度字符串，size 规定了需存储的字符数，由右边的空格补齐；
    • varchar(size)，character varying(size)：可变长度字符串，size 规定了需存储的字符数；
    • text：可变长度字符串。
  • 日期/时间 表示日期或时间的数据类型有：
    • timestamp：日期和时间；
    • date：日期，无时间；
    • time：时间；
  • 其他数据类型类型还有布尔值 boolean （true 或 false），货币数额 money 和 几何数据等
3.3 数据库表操作
  • CRUD表
    
#创建表
CREATE TABLE test(id int,body varchar(100));
#在表中插入数据
insert into test(id,body) values(1,'hello,postgresql');
#查看当前数据库下所有表
\d
#查看表结构，相当于desc
\d test
  • PostgreSQL 使用序列来标识字段的自增长
    • 数据类型有 smallserial、serial 和 bigserial 。这些属性类似于 MySQL 数据库支持的 AUTO_INCREMENT 属性

      • SMALLSERIAL、SERIAL 和 BIGSERIAL 范围：

        伪类型 存储大小
        SALLSERIAL 2字节
        SERIAL 4字节
        BIGSERIAL 8字节
    • 示例
    #创建表
CREATE TABLE COMPANY(
   ID  SERIAL PRIMARY KEY,
   NAME           TEXT      NOT NULL,
   AGE            INT       NOT NULL,
   ADDRESS        CHAR(50),
   SALARY         REAL
);
#插入数据
INSERT INTO COMPANY (NAME,AGE,ADDRESS,SALARY)
VALUES ( 'Paul', 32, 'California', 20000.00 );
INSERT INTO COMPANY (NAME,AGE,ADDRESS,SALARY)
VALUES ('Allen', 25, 'Texas', 15000.00 );
3.4 Schema
  • PostgreSQL 模式（SCHEMA）可以看着是一个表的集合。
  • 一个模式可以包含视图、索引、数据类型、函数和操作符等。
  • 相同的对象名称可以被用于不同的模式中而不会出现冲突，例如 schema1和 myschema 都可以包含名为 mytable 的表。
  • 使用模式的优势：
    • 允许多个用户使用一个数据库并且不会互相干扰
    • 将数据库对象组织成逻辑组以便更容易管理。
    • 第三方应用的对象可以放在独立的模式中，这样它们就不会与其他对象的名称发生冲突
  • 模式类似于操作系统层的目录，但是模式不能嵌套
    #创建schema： 
create schema myschema;
create table myschema.company(
   ID   INT              NOT NULL,
   NAME VARCHAR (20)     NOT NULL,
   AGE  INT              NOT NULL,
   ADDRESS  CHAR (25),
   SALARY   DECIMAL (18, 2),
   PRIMARY KEY (ID)
);
#删除schema：
drop schema myschema；
#删除一个模式以及其中包含的所有对象：
DROP SCHEMA myschema CASCADE;
3.5 备份PostgreSQL数据库
  • 如果在生产环境中使用PostgreSQL，请务必采取预防措施以确保用户的数据不会丢失
  • 单数据库
    • PostgreSQL提供了pg_dump实用程序来简化备份单个数据库的过程。 必须以对要备份的数据库具有读取权限的用户身份运行此命令。
    1. 以postgres用户身份登录：
      sudo su - postgres
    2. 通过运行以下命令将数据库的内容转储到文件中。替换dbname为要备份的数据库的名称
      pg_dump dbname > dbname.bak
    3. 生成的备份文件dbname.bak可以使用scp传输到另一台主机，也可以存储在本地以供以后使用。要演示恢复丢失的数据，请删除示例数据库并在其位置创建一个空数据库：
      • 使用psql恢复数据库
       psql test < dbname.bak
 #备份格式有几种选择：
 # 1. *.bak：压缩二进制格式
 # 2. *.sql：明文转储
 # 3. *.tar：tarball

      注意：默认情况下，PostgreSQL将忽略备份过程中发生的任何错误。这可能导致备份不完整。要防止这种情况，您可以使用-1选项运行pg_dump命令。 这会将整个备份过程视为单个事务，这将在发生错误时阻止部分备份。

    4. 所有数据库
    • 由于pg_dump一次只创建一个数据库的备份，因此它不会存储有关数据库角色或其他群集范围配置的信息。 要存储此信息并同时备份所有数据库，可以使用pg_dumpall。
    • 创建备份文件：
      pg_dumpall > pg_backup.bak
    • 从备份还原所有数据库：
      psql -f pg_backup.bak postgres
    • 示例
      #备份数据库
$ pg_dump -U postgres -f /tmp/postgres.sql postgres (导出postgres数据库保存为postgres.sql)
$ pg_dump -U postgres -f /tmp/postgres.sql -t test postgres (导出postgres数据库中表test的数据)
$ pg_dump -U postgres -F t -f /tmp/postgres.tar postgres (导出postgres数据库以tar形式压缩保存为postgres.tar)

#恢复数据库
$ psql -U postgres -f /tmp/postgres.sql bk01 (恢复postgres.sql数据到bk01数据库)
#pg_restore --  从pg_dump创建的备份文件中恢复PostgreSQL数据库,用于恢复由pg_dump 转储的任何非纯文本格式中的PostgreSQL数据库。
$ pg_restore -U postgres -d bk01 /tmp/postgres.tar  (恢复postgres.tar数据到bk01数据库)
3.6 用户操作

  • 用户操作

    #创建用户并设置密码
CREATE USER 'username' WITH PASSWORD 'password';
CREATE USER test WITH PASSWORD 'test';
#修改用户密码
$ ALTER USER 'username' WITH PASSWORD 'password';
#数据库授权,赋予指定账户指定数据库所有权限
$ GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE 'dbname' TO 'username';
#将数据库 mydb 权限授权于 test
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE mydb TO test;
#但此时用户还是没有读写权限，需要继续授权表
GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO xxx;
#注意，该sql语句必须在所要操作的数据库里执行

#移除指定账户指定数据库所有权限
REVOKE ALL PRIVILEGES ON DATABASE mydb from test
#删除用户
drop user test
# 查看用户
\du

    pg_hba.conf配置中的第一项设置的意思是：本地用户通过unix socket登陆时，使用peer方式认证
    ```

      # "local" is for Unix domain socket connections only
  local   all     all          peer
  ```

    peer是用PostgreSQL所在的操作系统上的用户登陆。peer方式中，client必须和PostgreSQL在同一台机器上。只要当前系统用户和要登陆到PostgreSQL的用户名相同，就可以登陆。在刚部署PostgreSQL之后，切换到系统的postgres用户后，直接执行psql就能进入PostgreSQL就是这个原因（当前系统用户为名postgre，PostgreSQL中的用户名也是postgre)。

    • 在PostgreSQL中创建一个没有密码的用户：
    create user local_user1;
    • 切换到local_user1用户后，就可以直接通过unix_socket登陆PostgreSQL:
    # su - local_user1
[local_user1@10 ~]$ psql postgres
psql (9.2.24)
Type "help" for help.

postgres=>

    注意：要指定数据库名，如果不指定默认使用与用户同名的数据库。peer不是常用的方式！最常用的方式是通过密码远程登陆

3.7 PostgreSQL 角色管理

  • 角色管理

    • 在PostgreSQL里没有区分用户和角色的概念，"CREATE USER"为 "CREATE ROLE" 的别名，这两个命令几乎是完全相同的，唯一的区别是 "CREATE USER" 命令创建的用户默认带有LOGIN属性，而"CREATE ROLE" 命令创建的用户默认不带LOGIN属性
    • 创建david 角色和sandy 用户
      postgres=# CREATE ROLE david;　　//默认不带LOGIN属性
CREATE ROLE
postgres=# CREATE USER sandy;　　//默认具有LOGIN属性
CREATE ROLE
postgres=# \du
							 List of roles
 Role name |                   Attributes                   | Member of 
-----------+------------------------------------------------+-----------
 david     | Cannot login                                   | {}
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication | {}
 sandy     |                                                | {}

postgres=# 
postgres=# SELECT rolname from pg_roles ;
 rolname  
----------
 postgres
 david
 sandy
(3 rows)

postgres=# SELECT usename from pg_user;         //角色david 创建时没有分配login权限，所以没有创建用户
 usename  
----------
 postgres
 sandy
(2 rows)

postgres=#

  • 创建用户时赋予角色属性

    • 如果要在创建角色时就赋予角色一些属性，可以使用下面的方法。
    1. 首先切换到postgres 用户。
    2. 创建角色bella 并赋予其CREATEDB 的权限。
      postgres=# CREATE ROLE bella CREATEDB ;
CREATE ROLE
postgres=# \du
							 List of roles
 Role name |                   Attributes                   | Member of 
-----------+------------------------------------------------+-----------
 bella     | Create DB, Cannot login                        | {}
 david     |                                                | {}
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication | {}
 sandy     |                                                | {}

postgres=#
    • 创建角色renee 并赋予其创建数据库及带有密码登录的属性。
      postgres=# CREATE ROLE renee CREATEDB PASSWORD 'abc123' LOGIN;
CREATE ROLE
postgres=# \du
							 List of roles
 Role name |                   Attributes                   | Member of 
-----------+------------------------------------------------+-----------
 bella     | Create DB, Cannot login                        | {}
 david     |                                                | {}
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication | {}
 renee     | Create DB                                      | {}
 sandy     |                                                | {}

postgres=#
    • 测试renee 角色
      postgres@CS-DEV:~> psql -U renee -d postgres
psql (9.1.0)
Type "help" for help.

postgres=>

  • 给已存在用户赋予各种权限

    • 赋予登录权限
      postgres=# ALTER ROLE bella WITH LOGIN;
ALTER ROLE
postgres=# \du
							 List of roles
 Role name |                   Attributes                   | Member of 
-----------+------------------------------------------------+-----------
 bella     | Create DB                                      | {}
 david     |                                                | {}
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication | {}
 renee     | Create DB                                      | {}
 sandy     |                                                | {}

postgres=#
    • 赋予renee 创建角色的权限
      postgres=# ALTER ROLE renee WITH CREATEROLE;
ALTER ROLE
postgres=# \du
							 List of roles
 Role name |                   Attributes                   | Member of 
-----------+------------------------------------------------+-----------
 bella     | Create DB                                      | {}
 david     |                                                | {}
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication | {}
 renee     | Create role, Create DB                         | {}
 sandy     |                                                | {}

postgres=#

四、控制台常用命令总结

  • 控制台常用命令总结
    \password命令（设置密码）
\q命令（退出）
\h：查看SQL命令的解释，比如\h select。
\?：查看psql命令列表。
\l：列出所有数据库。
\c [database_name]：连接其他数据库。
\c - [username]: 切换用户
\d：列出当前数据库的所有表格。
\d [table_name]：列出某一张表格的结构。
\du：列出所有用户。
posted @ 2022-09-02 22:13  —清风碎心—  阅读(390)  评论(0)  编辑  收藏  举报