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 开发者把它念作 post-gress-Q-L。

PostgreSQL 的 Slogan 是 "世界上最先进的开源关系型数据库"。

“开源界的Oracle”,去O首选

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、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，在开放源代码开放源代码/114160)社区发放。

开始以社区的形式运作。

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。

等等等 … …

2、PG的社区

PG为什么没有被商业公司控制？

纯社区

为什么要贡献核心代码？

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；
• 不靠数据库赚钱；
• PG用到的人越多，越多人背书，使用越靠谱（事实也是如此）；
• 抛砖引玉，企业投入2个研发持续贡献(一年可能一两百万)，实际上整个PG社区有数千人在贡献，对最终用户来说，简直赚到了。使用商业数据库，除了LICENSE等成本，依旧需要投管理、研发、外包资源，一年数千万甚至上亿，公司越大，越有动力去贡献社区。从趋势来看，给PG贡献代码的大客户只会越来越多；

云厂商

• 开源数据库与云厂商发生利益冲突，纷纷改协议；
• 数据库市场巨大；
• 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；
• BASE PG的好处：
  1、免去自己培养生态，
  2、避免重复造轮子，
  3、PG的代码基础非常不错（开源界的Oracle）
  4、防止其他厂商控制PG失去市场主导能力（AWS,google,IBM,微软都已成为PG社区的赞助商）

数据库厂商

• 推一款新的商业数据库，通常都需要背书，小厂产品，谁为你背书？
  1、有技术的厂商，很难挑战已有的数据库市场格局
  2、有渠道的厂商，需要抓住窗口期，快速占领市场，避免重复造轮子。
  需要一款可以无法律风险，二次分发的开源数据库，唯有PG
  可以贡献核心代码，社区所有的用户都可以为之背书。

数据库服务|DaaS服务提供商

• 开源产品的服务提供商，能力如何体现？
  当然是你的架构能力，优化能力，管理能力，FIX BUG的能力
  最好能贡献核心代码，有PG为你背书

完善的组织结构

开源许可独特性

（Postgres遵守BSD许可证发行）却使开发者们得以获取源代码并进一步开发系统。

BSD许可协议（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，也因此而得名 BSD许可协议。

BSD包最初所有者是加州大学的董事会，这是由于 BSD 源自加州大学伯克利分校。BSD开始后，BSD许可协议得以修正，使得以后许多BSD变种，都采用类似风格的条款。

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"[1]。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。

众所周知，MySQL被Oracle所控制，MySQL同时使用了GPL和一种商业许可（称为双重许可）。
GPL(General Public license)是公共许可，遵循了GPL的软件是公共的。如果某软件使用了GPL软件，那么该软件也需要开源，如果不开源，就不能使用GPL软件，这和是否把该软件商用与否是没关系的。
如果无法满足GPL，就需要获得商业许可，通过与Oracle公司联系，制定解决方案，受Oracle公司约束。

同为开源软件，PostgreSQL源码使用自由友好、商业应用不受任何公司实体所控制，而MySQL则在一定程度上有所限制。

3、PostgreSQL与MySQL的比较

PostgreSQL相对于MySQL的优势
1）在SQL的标准实现上要比MySQL完善，而且功能实现比较严谨。
2）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。
3）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。
4）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。
5）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。
6）PostgreSQL完全免费，而且是BSD协议，如果你把PostgreSQL改一改，然后再拿去卖钱，也没有人管你，这一点很重要，这表明了PostgreSQL数据库不会被其它公司控制。相反，MySQL现在主要是被Oracle公司控制。
MySQL相对于PG的优势

1）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。
2）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。
3）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。
4）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。
5）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。
总结

从应用场景来说，PG更加适合严格的企业应用场景（比如金融、电信、ERP、CRM），但不仅仅限制于此，PostgreSQL的json，jsonb，hstore等数据格式，特别适用于一些大数据格式的分析；而MySQL更加适合业务逻辑相对简单、数据可靠性要求较低的互联网场景（比如google、facebook、alibaba），当然现在MySQL的在innodb引擎的大力发展，功能表现良好

扩展阅读：

PostgreSQL 是中国第一的开源数据库？

https://cloud.tencent.com/developer/article/1847734

解密：为什么国产数据库使用PostgreSQL而不是MySQL

https://www.iidba.com/thread-290491-1-1.html

神仙打架：PG 和 MySQL 到底哪个更好用？

https://dbaplus.cn/news-11-3235-1.html

二、PostgreSQL的下载安装

1、Windows 上安装 PostgreSQL

(1)下载安装

访问官网下载地址
https://www.enterprisedb.com/downloads/postgres-postgresql-downloads

下载最新发布的PostgreSQL 14。
双击下载安装包，开始安装

你可以修改安装路径

选择安装组件，不懂的选就是全部勾上：

设置数据库路径

设置超级用户的密码

设置端口号，可以直接用默认就行

直接点 Next

点 Next

去掉勾选，直接点 Finish

打开 pgAdmin 4

pgAdmin 主页如下

点击左侧的 Servers > Postgre SQL 10

输入密码，点击 OK 即可

控制面板如下

打开 SQL Shell(psql)

(2)远程访问

\1. 打开postgresql安装目录的data子目录

\2. 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

\3. 控制面板-->系统与安全-->Windows防火墙,关闭防火墙。

4.重启服务

2、Linux上安装PostgreSQL

(1)下载安装

访问官网下载地址

https://www.postgresql.org/download/
选择相应的版本和平台；

# 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

(2)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

为了方便使用postgres账号进行管理，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';

(3)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

#在问价尾部加入
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

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。

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>

数据库表操作

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

常见数值类型包括：

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	-2147483648 到 +2147483647
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	用户指定的精度，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。

#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	范围
SMALLSERIAL	2字节	1 到 32,767
SERIAL	4字节	1 到 2,147,483,647
BIGSERIAL	8字节	1 到 922,337,2036,854,775,807

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 );

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;

如何备份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。

以postgres用户身份登录：

sudo su - postgres

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

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：

• *.bak：压缩二进制格式
• *.sql：明文转储
• *.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，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。

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)

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
注意：

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;

在PostgreSQL所在的机上，创建一个同名的用户：

useradd 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。

PostgreSQL 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=#

角色属性

属性	说明
login	只有具有 LOGIN 属性的角色可以用做数据库连接的初始角色名。
superuser	数据库超级用户
createdb	创建数据库权限
createrole	允许其创建或删除其他普通的用户角色(超级用户除外)
replication	做流复制的时候用到的一个用户属性，一般单独设定。
password	在登录时要求指定密码时才会起作用，比如md5或者password模式，跟客户端的连接认证方式有关
inherit	用户组对组员的一个继承标志，成员可以继承用户组的权限特性

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。

首先切换到postgres 用户。

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=#

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。
\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。