在PostgreSQL里,逻辑结构从高到底依次是:数据库、模式(又叫架构)、表、行。当我们打开PostgreSQL官方自带的客户端软件pgadmin的时候,点开一个实例的连接,如下所示:
从图中我们可以看到,最外层的就是我们的在244服务器上的数据库服务实例,点开以后,第一层是数据库,我们点开postgres数据库。下层有
- 目录
- 事件触发器
- 拓展
- 架构
对于目录、时间触发器和拓展这里先不讲。但是要知道他们都是和架构是同一个层级的结构。在PostgreSQL里,架构又被称为模式(Schema),在一个数据库中会有多个模式。点开模式以后,如下所示:
模式下我们需要关注的对象是:
- 函数
- 序列
- 数据表
- 触发器函数
- 视图
后面会依次介绍这些内容,今天要学习的是表的结构。我们点开数据表,里面就可以看到各种表名了,我们随便点开一个表,查看一下表的结构,如下所示:
可以看到表里有
- 字段
- 约束
- 索引
- 规则
- 触发器
这些也是我们要关注的重点内容。后面几章我们来依次学习这些逻辑结构。在没有学习PostgreSQL的权限管理之前,我们默认使用具有最高权限的postgres账户来进行所有操作,同时也建议看这篇文章的所有人在操作之前一定要确认:不是在生产数据库上进行操作。建议最好是在自己的虚拟机上操作。
1. 数据库
对于数据库的操作包括数据库的创建、删除和修改,下面分别讲解:
创建数据库
数据库的创建命令格式是:
CREATE DATABASE dbname [with]
[owner [=] role_name]
[ TEMPLATE [=] template_name]
[ ENCODING [=] encoding]
[LC_COLLATE = lc_collate]
[LC_CTYPE [=] lc_ctype]
[ TABLESPACE [=] tablespace]
[CONNECTION LIMIT [=] connlimit ]
参数含义介绍:
- with 表示后面会跟哪些参数,可带可不带
- owner 表示数据库的所有者,可以指定数据库中存在的角色名,如果不指定,则默认是当前用户。
- TEMPLATE 表示这个数据库以哪个模板来创建,前面的章节里讲过PostgreSQL自带两个模板template0和template1,可以在这两个模板的基础上继承生成新的数据库。
- ENCODING 表示数据库的字符编码格式,默认是UTF8,开发人员可以根据自己的需要设置成不同的格式。
- TABLESPACE 表示和数据库关联的表空间名字,在后面学习表空间的内容的时候介绍。
- CONNECTION LIMIT 表示这个数据库允许的连接数,默认值是-1,表示没有限制。连接数的内容在之前数据库管理的章节里讲过。
- LC_COLLATE 和 LC_CTYPE 是用于影响数据库字段排序的参数,根据数据库字符编码的格式来设置对应的值。
命令格式和参数含义介绍完以后,我们来看几个示例:
# 1. 创建一个数据库,不带任何参数
postgres=# create database testdb;
CREATE DATABASE
#查看数据库,可以看到数据库所有者是postgres,就是当前用户,默认编码格式是UTF8
postgres=# \l testdb;
List of databases
Name | Owner | Encoding | Collate | Ctype | Access privileges
--------+----------+----------+-------------+-------------+-------------------
testdb | postgres | UTF8 | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 |
# 2. 创建的时候指定数据库的所有者
postgres=# CREATE DATABASE testdb1 owner osdba;
CREATE DATABASE
#查看数据库信息,可以看到owner变成了osdba
postgres=# \l testdb1;
List of databases
Name | Owner | Encoding | Collate | Ctype | Access privileges
---------+-------+----------+-------------+-------------+-------------------
testdb1 | osdba | UTF8 | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 |
(1 row)
删除数据库
删除数据库就一个命令:
DROP DATABASE [ IF EXISTS ] dbname
- IF EXISTS 参数是用于避免删除不存在的数据库,不带这个参数删除不存在的数据库时会报错,而带这个参数,则数据库存在时直接删除,不存在时直接跳过。一般在事务处理或脚本中会带上这个参数
几个测试用例如下:
#删除一个不存在的数据库testdb2,会报错。
postgres=# DROP DATABASE testdb2;
ERROR: database "testdb2" does not exist
#使用IF EXISTS 参数删除不存在的数据库testdb2,会提示跳过,不会报错。
postgres=# DROP DATABASE IF EXISTS testdb2;
NOTICE: database "testdb2" does not exist, skipping
DROP DATABASE
#删除前面创建的数据库testdb,提示删除成功
postgres=# DROP DATABASE testdb;
DROP DATABASE
#带IF EXISTS关键字删除存在的数据库testdb1,提示和不带关键字时相同
postgres=# DROP DATABASE IF EXISTS testdb1;
DROP DATABASE
修改数据库
因为数据库关联的属性和逻辑结构较多,因此修改数据库的命令比较复杂,命令的基本格式是:
ALTER DATABASE dbname [WITH] [option]
带WITH关键字时,option可以是下面的各种样式:
-
CONNECTION LIMIT connlimit
:connlimit表示连接限制值 -
ALLOW_CONNECTIONS allowconn
:是否允许连接,allowconn为true时表示允许连接,为false表示不允许任何人连接到数据库 -
IS_TEMPLATE istemplate
:istemplate的值是true或者false,true时表示这个数据库可以作为模板被其他数据库继承,false表示不可继承。
不带with关键字时,option有以下几种样式:
-
RENAME TO newname
修改数据库的名称 -
OWNER TO newowner
将数据库的所有者改为另外一个用户,这个命令只能是数据库所有者或者超级用户才能执行。 -
SET TABLESPACE new_tablespace
将数据库关联的表空间修改为新的表空间 -
SET config_param {TO | =} {value|DEFAULT}
将某个配置的值设置为某个值或者默认值(DEFAULT) -
SET config_param FROM CURRENT
将某个配置的值设置为当前值? -
RESET config_param
将某个配置的值恢复为默认值? -
RESET ALL
将数据库恢复为默认配置?
示例1:带with关键字
# 查看当前数据库的连接数限制
SELECT datconnlimit FROM pg_database WHERE datname = 'testdb';
datconnlimit
--------------
-1
(1 row)
#可以看到默认的设置是-1,即不限制连接,将它的值修改为1,然后再看
postgres=# alter database testdb with connection limit 1;
ALTER DATABASE
postgres=# select datconnlimit from pg_database where datname = 'testdb';
datconnlimit
--------------
1
(1 row)
#这个时候要保证testdb数据库上没有任何连接,我们通过下面这个语句来查看
postgres=# select datname, usename from pg_stat_activity where datname = 'testdb';
datname | usename
---------+---------
(0 rows)
# 如果像上面那样显示0行,说明该数据库上没有任何连接。我们打开两个终端,使用普通的osdba用户来连接
#第一次连接
-bash-4.2$ psql -U osdba -d testdb
Password for user osdba:
psql (9.6.6)
Type "help" for help.
testdb=>
# 第二次连接
-bash-4.2$ psql -U osdba -d testdb
Password for user osdba:
psql: FATAL: too many connections for database "testdb"
# 可以看到提示连接太多,说明限制生效。也说我们我们修改的配置生效。
示例2: 不带with关键字
# 修改数据库testdb为testdb00
postgres=# ALTER DATABASE testdb RENAME TO testdb00;
ALTER DATABASE
postgres=# \l testdb00;
List of databases
Name | Owner | Encoding | Collate | Ctype | Access privileges
----------+----------+----------+-------------+-------------+-------------------
testdb00 | postgres | UTF8 | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 |
(1 row)
# 修改后查看数据库,可以看到除了名称,数据库的其他信息都没有发生变化。查看数据库的连接限制,如下所示:
postgres=# select datconnlimit from pg_database where datname = 'testdb00';
datconnlimit
--------------
1
(1 row)
# 可以看到除了名称变化了,连接限制也还是刚才我们设置的值。
上面就是数据库的相关内容。
2. 模式
在PostgreSQL中,连接到某个数据库上面以后,如果需要查看另外一个数据库的数据,则只能断开当前的数据连接,然后重新连接另外一个数据库。这样的情况下,当前端的应用同时连接多个数据库时,查看数据库来回切换就非常麻烦。而在PostgreSQL里存在模式这样一个概念,表、视图和函数等都是保存到模式里面,在同一个数据库里,可以同时查看多个模式里面的表,只需要通过点号(.)操作符来进行操作即可,格式是:
schema_name.table_name
这样操作的话,就可以实现一个模式对应一个应用,多个应用的数据存放到同一个项目数据库中,方便管理。
公共模式
但是我们在写SQL语句的时候,或者进行数据库连接的时候,却并没有使用这种访问方式,一般都是直接写的表名,而PostgreSQL也没有提示出错,这是为什么呢?这里面涉及到一个概念——公共模式,这个模式的意思是:当新建数据库以及连接数据库时,如果没有指定模式名称,都会自动创建一个叫做public的模式或者连接到public模式。
而PostgreSQL为什么会自动创建public模式或者连接到public模式呢?这是因为在我们的SQL语句中只输入了表名的时候,例如下面这样一个SQL语句:
SELECT * FROM table1 WHERE pub_date = '2017-01-01'
我们给出的表名就是table1,PostgreSQL在用户的搜索路径中查找table1这个表名。而每个用户的搜索路径可以通过search_path这个变量来查看:
postgres=# show search_path;
search_path
-----------------
"$user", public
(1 row)
上面就是postgres用户的搜索路径。搜索路径的规则是:
- 不同的路径名之间通过逗号隔开,PostgreSQL依次搜索,如果在哪个路径中找到表名,则是用这个路径下的表,如果没找到则查找下一个;
- $user指的是连接到当前数据库的用户,如果存在一个和用户名相同的模式,且用户在这个模式中具有USAGE权限,则最先使用这个模式;
- public默认在所有的用户路径下,默认所有用户都在public模式下具有USAGE权限,如果创建数据库时没有创建和用户名同名的模式,则登录时默认登录到public模式。
这就是为什么我们登录新建的数据库时,都会在public模式下。下面我们继续深入学习模式相关的操作:创建模式、删除模式和修改模式。
创建模式
创建模式的命令基本格式是:
CREATE SCHEMA schema_name [AUTHORIZATION role_specification] [schema_element [...] ]
CREATE SCHEMA AUTHORIZATION role_specification [ schema_element [ ... ] ]
CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS schema_name [ AUTHORIZATION role_specification ]
CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS AUTHORIZATION role_specification
参数解释:
- AUTHORIZATION role_specification:指的是将这个模式赋予给某个在数据库中的用户或角色
- schema_element:指的是模式的其他参数,包括
CREATE TABLE/VIEW/INDEX/SEQUENCE/TRIGGER
和GRANT
语句等。用于创建模式下的各种对象。
上面前两个语句分别是创建新的模式并赋权给某个用户,第二个语句是直接创建和某个用户同名的模式。后面两个语句则是在前面两个语句里添加了一个逻辑判断。
来看示例:
# 创建一个名为test_schema的模式
postgres=# CREATE SCHEMA test_schema AUTHORIZATION osdba;
CREATE SCHEMA
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
-------------+----------
public | postgres
test_schema | osdba
(2 rows)
#创建一个和osdba用户同名的模式
postgres=# CREATE SCHEMA AUTHORIZATION osdba;
CREATE SCHEMA
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
-------------+----------
osdba | osdba
public | postgres
test_schema | osdba
(3 rows)
#创建模式的同时创建一张表
postgres=# CREATE SCHEMA schema2 AUTHORIZATION osdba CREATE TABLE t1(id int primary key, comments varchar(50));
CREATE SCHEMA
# 查看创建的模式的信息
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
-------------+----------
osdba | osdba
public | postgres
schema2 | osdba
test_schema | osdba
(4 rows)
# 查看模式里的表t1的信息
postgres=# \d schema2.t1;
Table "schema2.t1"
Column | Type | Modifiers
----------+-----------------------+-----------
id | integer | not null
comments | character varying(50) |
Indexes:
"t1_pkey" PRIMARY KEY, btree (id)
删除模式
删除模式的命令格式是:
DROP SCHEMA schema_name
看示例:
#删除刚才创建的一个模式test_schema;
postgres=# DROP SCHEMA test_schema;
DROP SCHEMA
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
---------+----------
osdba | osdba
public | postgres
schema2 | osdba
(3 rows)
直接删除,非常简单。
修改模式
对于模式,只允许修改其名称和它的属主这两种信息,命令格式如下:
ALTER SCHEMA name RENAME TO new_name
ALTER SCHEMA name OWNER TO { new_owner | CURRENT_USER | SESSION_USER }
示例如下:
#将当前的schema2模式修改未sma2
postgres=# ALTER SCHEMA schema2 RENAME TO sma2;
ALTER SCHEMA
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
--------+----------
osdba | osdba
public | postgres
sma2 | osdba
(3 rows)
# 将sma2的属主修改为postgres
postgres=# ALTER SCHEMA sma2 OWNER TO postgres;
ALTER SCHEMA
postgres=# \dn
List of schemas
Name | Owner
--------+----------
osdba | osdba
public | postgres
sma2 | postgres
(3 rows)
模式的安全性
前面我们说到,默认情况下会自动创建一个public模式,连接的时候也是连接到public模式,但是因为默认情况下,所有的用户在public模式下都有USAGE和CREATE权限,而具有CREATE权限,就可以在public模式下创建各种对象。这种情况下,很容易导致数据库管理混乱。因此为了方便管理,同时为了数据的安全性,最后不要使用public模式,同时也不要随便对外开放最高权限的postgres用户。而应该为每个应用单独建立一个模式,使用和模式对应的用户名,实现专号和专户对应。这样不光便于管理,同时有利于排错。
在某个库里创建一个和角色同名的模式,那么这个用户切换到这个库的时候,默认模式就是它的同名模式,这个同名模式的默认拥有者也是该角色,而不是它的创建者。如下面示例中所示:
# 创建dbuser角色同名的模式dbuser,可以看到它的拥有者也是dbuser,而不是创建者postgres
test=# create schema authorization dbuser;
CREATE SCHEMA
test=# \dn
List of schemas
Name | Owner
----------+----------
dbuser | dbuser
public | postgres
topology | postgres
(3 rows)
# 使用dbuser用户登录,查看当前模式
-bash-4.2$ psql -U dbuser -d test
psql (9.6.9, server 9.5.13)
Type "help" for help.
test=> select current_schema;
current_schema
----------------
dbuser
(1 row)
以上就是数据库逻辑结构中数据库和模式的内容,在下一篇文章中,会继续介绍数据库的结构内容,包括表、视图、索引、触发器、表空间等内容。