探索PostgreSQL数据库：pg背后的强大力量



PG数据库

PG数据库是一个强大的开源关系型数据库管理系统。以下是关于PG数据库的一些关键点：

数据类型丰富：PostgreSQL在数据类型支持上非常全面，除了标准的类型外，还扩展了范围类型、几何类型、JSONB和UUID等，这为处理多样化的数据提供了极大的便利。

卓越性能：PostgreSQL在处理复杂查询和海量数据时表现出色，其内置的复杂查询优化和索引策略使其成为处理大型数据集和复杂数据模型的理想工具。

严格遵循SQL标准：PostgreSQL严格遵循SQL标准，并支持GIS和全文搜索等功能，这使得它在数据管理和分析上更具深度和专业性。

活跃的社区和生态系统：PostgreSQL拥有庞大且活跃的开发者社区，丰富的插件和扩展使其功能无限扩展，强大的工具和第三方库为开发者提供了广阔的创新空间。

基本操作简洁易懂：PostgreSQL的基本操作命令简洁明了，如创建表、插入数据、查询数据、更新和删除数据等，都通过直观的SQL语句实现。

高级功能强大：PostgreSQL还提供了索引、视图和触发器等高级功能，这些功能可以进一步提高数据库的性能和灵活性。

综上所述，PostgreSQL凭借其强大的功能、严格的SQL标准支持和活跃的社区，为数据管理提供了卓越的解决方案，是企业和开发者值得信赖的选择。

PgSQLPostgreSQL 的历史简介

PostgreSQL，现被称为PostgreSQL的对象-关系型数据库管理系统，源自于伯克利大学撰写的POSTGRES软件包。经过超过十多年的演变发展，它已成为世界上最先进的开源数据库系统之一。其具备多版本并行控制功能，支持几乎所有SQL组件，包括子查询、事务和用户自定义类型与函数。此外，PostgreSQL还提供广泛的（开发）语言绑定，涵盖了C、C++、Java、Perl、Tcl以及Python等。

作为开源数据库系统，PostgreSQL拥有强大的功能，例如多版本并行控制，这使得数据库在高并发环境下也能保持良好的性能和一致性。其对SQL语法的支持几乎涵盖了所有标准，包括子查询、事务处理和用户定义类型与函数，使得开发者能够构建复杂的查询和事务逻辑。此外，PostgreSQL还支持多种开发语言的绑定，这为开发者提供了广泛的选择，可以根据项目需求和开发团队的技能专长来选择最适合的语言进行数据库开发。

语言绑定是PostgreSQL的一大特色，它不仅支持C、C++、Java、Perl、Tcl和Python等主流开发语言，还提供了与这些语言的集成和交互方式，使得开发者可以利用这些语言的特性和优势，高效地进行数据库操作和应用开发。这些绑定允许开发者使用熟悉的编程环境和工具来开发数据库应用，从而提高开发效率和代码可维护性。

综上所述，PostgreSQL作为一款开源数据库管理系统，其功能强大、兼容性高、语言支持广泛，是众多企业、开发者在构建数据驱动应用时的首选。它的发展历史和不断进化，使其成为了一个在性能、稳定性和功能方面都备受认可的数据库解决方案。

扩展资料

PostgreSQL是以加州大学伯克利分校计算机系开发的 POSTGRES 版本 4.2 为基础的对象关系型数据库管理系统（ORDBMS）。POSTGRES 领先的许多概念只是在非常迟的时候才出现在商业数据库中。

PostgreSQL概述

PostgreSQL概述

PostgreSQL是一个功能强大的开源数据库系统，经过长期发展，已在可靠性、稳定性、数据一致性方面享有极高的声誉。它支持多种主流操作系统，包括Linux、Unix（AIX、BSD、HP-UX、SGI IRIX、Mac OS X、Solaris和Tru64）和Windows。具有完全的事务安全性，支持外键、联合、视图、触发器和存储过程，并支持多种编程语言开发存储过程。数据类型涵盖了整型、数值值、布尔型、字节型、字符型、日期型、时间间隔型和时间型，支持存储二进制的大对象。对高级开发语言有原生编程接口，支持国际字符集、多字节编码，支持使用当地语言进行排序、大小写处理和格式化操作。在处理大数据量和大量并发访问方面具有高伸缩性。

PostgreSQL支持多种高级功能，包括多版本并发控制、按时间点恢复、表空间、异步复制、嵌套事务、在线热备、复杂查询规划和优化、容错预写日志等。它具有国际字符集、多字节编码支持，并能进行使用当地语言的排序、大小写处理和格式化操作。在实际生产环境下，PostgreSQL系统管理的数据量可达4TB以上。

PostgreSQL实现高度兼容性，完全遵守ANSI-SQL:2008标准，支持子查询、授权读取和可序列化的事务隔离级别。具有完整的数据库系统的目录功能和多模式功能，通过SQL标准中定义的字典信息模式进行访问。数据集成性功能包括复合主键、外键、录入检查约束、唯一性约束和非空约束。

PostgreSQL支持多种扩展模块和高级功能，如自增字段、LIMIT/OFFSET选项、复合、唯一、部分和函数式索引、GiST索引等。GiST索引是一种高级系统算法，结合多种排序算法和存储方式，提供用户指定存储和定义新查询方法的灵活性。PostgreSQL还支持表继承、规则和数据库事件响应功能，提供高度可定制性。

PostgreSQL具有高度可定制性，支持多种编程语言开发存储过程，如Java、Perl、Python、Ruby、Tcl、C/C++和自带的PL/pgSQL。它包括一套框架，允许定义和创建自定义数据类型和操作符，支持各种高级数据类型，如几何图形、空间地理、网络地址和ISBN/ISSN。提供多种库接口，支持各种编译型和解释型语言。

PostgreSQL源代码自由获取，授权非常自由，允许用户在各种开源或闭源项目中使用、修改和发布源代码。它不仅是一个强大的企业级数据库系统，也是一个数据库开发平台。具有天然免疫力，不受超许可数量软件使用的限制。提供比商业服务商更好的支持、降低员工成本、享有可靠的稳定性、具备高扩展性、跨平台能力、大数据量环境下的设计能力以及图形化的数据库设计和管理工具。

PostgreSQL 数据库备份与恢复

PostgreSQL（简称PG）是功能强大的开源关系型数据库管理系统，在数据库维护中，备份与恢复数据是关键。pg_dump和pg_restore是PostgreSQL用于这些操作的核心工具。pg_dump工具用于导出数据库内容，支持导出整个数据库或特定表。

使用pg_dump进行导出时，可选择使用gzip进行压缩，生成的文件更小，传输和存储都更加方便。

pg_restore工具用于从pg_dump生成的备份文件中恢复数据库。基本用法包括恢复整个数据库到新实例或只恢复特定表数据。此外，还能自定义恢复模式，并支持对备份文件的压缩，例如使用gunzip解压后再进行恢复。

通过pg_dump和pg_restore的高效协同工作，PostgreSQL用户能轻松实现数据库的完整备份与快速恢复，确保数据安全与业务连续性。

干货连载 | PostgreSQL为何这么火？PG第一网红现场揭秘！

分享主要围绕以下三个方面：

1、PG是什么？

如果99%的开源数据库都是商业公司的产品，那么PG是那1%的例外。它是由最终用户主导的社区开源数据库。PG没有主体所有者，不像被公司控制的开源数据库，其目的是传播，而非盈利。许多数据库厂商选择基于PG开发并贡献代码，是因为他们希望推出一款快速被市场接受的数据库，通过向PG贡献代码，获取全世界PG用户的支持背书。在开源时代，掌握数据库内核代码的厂商才能在市场上展现优势，贡献代码成为证明能力的途径之一。PG的最终用户贡献代码是因为他们希望PG能够更好地服务于核心业务，实现免费、可持续发展的企业级数据库。PG用户越多，使用越可靠，投入研发的公司越大，贡献社区的意愿越强。云厂商也选择向PG贡献代码，构建自研数据库，避免重复造轮子。

2、PG的新版本开发者特性精选

PG 11增强了并行计算功能，引入了btree index include索引叶子附加属性，以及更快的字段添加功能，无论表大小，都能实现毫秒级的性能提升。PG 12则增加了AM接口，使得用户可以在PG中增加存储引擎，分区表性能大幅提升，GiST index include索引叶子附加属性，日志采样，自定义统计信息支持MCV，Reindex concurrently不堵塞读写操作，SQL/JSON path language，Generated columns以及case-insensitive and accent-insensitive grouping and ordering等新特性。

3、PG与Oracle的全方位对比

与Oracle相比，PG在口碑和版本发布节奏上具有明显优势。价格方面，PG免费。在核心技术方面，Oracle的Rac功能优于原生PG，但PG的生态强大，生态与Oracle的较量胜负难定。优化器方面，Oracle表现优秀，而PG的表空间管理方式与Oracle有所不同。PG支持多种数据类型，包括数组、json、kml、kv、GIS、多维向量、图像等。PG的存储引擎可插拔，支持多种组件、引擎和索引，可扩展性优于Oracle。PG具有quorumbase能力，支持较好的横向扩展能力，如MPP能力。PG在增值功能上略逊于Oracle的闪回功能，但在GPU加速、语言扩展性等方面有改进空间。PG维护成本较低，拥有丰富的诊断工具，问题报告社区响应迅速。PG代码可读性强，注释清晰，技术引用明确。在社区化运作方面，PG有全球社区和商业巨头的支持，与Oracle相比，在公司资本组成和社区赞助方面更具有优势。

PostgreSQL JDBC 驱动（pgjdbc）支持读写分离和负载均衡

PostgreSQL JDBC 驱动（pgjdbc）为数据库操作提供了强大的支持，特别是针对读写分离和负载均衡。通过灵活的配置，您可以优化数据库性能和资源分配。

实现读写分离的关键在于配置两个独立的数据库服务器，一个专注于读操作，另一个负责写操作。这样可以避免读写冲突，提升并发处理能力。例如，您可以设置 host1:port1 为读服务器，host2:port2 为写服务器。

负载均衡则通过数据库代理服务器实现，确保请求均匀地分散到多个数据库节点。如 Pgpool-II 或 pgBouncer这样的工具，它们可以根据负载自动调整请求路由。通过 loadBalanceHosts 参数和 targetServerType 参数，您可以指定服务器类型，并按需调整请求处理方式。

下面是一个示例代码，展示了如何使用这些参数进行配置：

loadBalanceHosts="host1:port1,host2:port2,host3:port3" targetServerType="read-only,read-write"

database_name="your_database" username="your_username" password="your_password"

getReadOnlyConnection 方法将请求导向只读主机，而 getReadWriteConnection 则会将写操作转发到读写服务器，从而确保高效处理读请求和稳定的写操作。总的来说，pgjdbc 的这种灵活性为数据库系统的扩展和优化提供了有力支持。

关于PostgreSQL数据的存储，你有必要有所了解

了解PostgreSQL数据的存储机制对于数据库管理至关重要。本文将详细阐述PostgreSQL中用于标识数据库对象的OID、事务IDXID、命令标识符CID、元组标识符TID，以及数据存储的结构。

对象标识符OID用于标识数据库对象，如数据库、表、视图等，其由四个字节的无符号整数组成。在系统表中，OID通常以隐藏列形式存在。在早期版本中，OID可以用于标识元组，尤其是在没有主键或重复行的情况下。然而，从PostgreSQL 12开始，将OID用作表上的可选系统列已被删除。

事务IDXID由数据库系统内部使用，分为xmin和xmax类型。当XID到达极限值（约40亿）时，系统会发生溢出，导致新的XID为0。这违反了事务可见性原则，详细解释请参考文档。

CID，即命令标识符，PG在每个表中包含cmax和cmin字段，用于判断事务内行版本变更的可见性。如果事务命令严格顺序执行，每个命令可以看见之前的变更，无需使用CID。

TID，元组标识符，表示元组在表中的物理位置，由块号和块内元组索引组成。理解TID对于查找和操作特定行至关重要。

在学习完标识符后，我们转向数据存储部分。数据存储在数据库中的某个表中，每条数据记录对应表的一行。从上到下，我们可以查看不同层次的数据存储结构。

PGDATA目录是PostgreSQL存放所有数据的地方。通过执行特定命令，可以查看PGDATA文件夹中的内容，了解其组织结构。在base目录下，每个数据库对应一个文件夹，文件名即为dboid。通过在postgres命令行窗口执行相关命令，可以获取到oid信息。在PGDATA/base/13635目录下，可以找到数据库相关的数据存储位置。

数据表的数据大部分存储在$PGDATA/base/{dboid}/{relfilenode}文件中。relfilenode通常与tboid一致，但某些操作（如TRUNCATE、REINDEX等）可能会导致变化。pg_relation_filepath系统函数可查看指定表的文件存储位置。

对于数据文件过大的情况，数据被划分为1GB大小的段，文件名与文件节点相同，后续段以filenode.1、filenode.2等命名，避免在特定平台上的文件大小限制问题。

每个表文件由固定页组成，页默认大小为8KB。单个文件大约有131072个页。页面由页文件头、行指针、元组数据组成。查询每一列的CTID（ItemPointer）需要知道page和item的位置。

PostgreSQL还提供了丰富的扩展功能，如information_schema和pg_catalog。information_schema为用户提供表、视图、函数信息，pg_catalog包含系统表和内置数据类型、函数、操作符，如pg_class、pg_attribute等。

理解PostgreSQL中的OID、XID、CID、TID以及数据存储结构，对于优化数据库性能和进行数据库管理至关重要。参考相关文档可获得更深入的见解。

都说MySQL快,为什么我的测试是PostgreSQL要快呢?

用性能数据说话，PostgreSQL 到底有多强？MySQL 和 PostgreSQL 性能对比分析。

基于 MySQL 8.0 官网极限评测报告，对比 PostgreSQL 14.5，可以看出PG点查性能碾压 MySQL，达到230M QPS，其他测试基本和MySQL持平。

如果与 MySQL 5.7对比，PG表现则更为突出，可参考2345等资料。

通过StackOverflow 用户调研数据，我们得知《为什么PostgreSQL是最成功的数据库》。

此篇内容将通过性能数据，讲述 PostgreSQL 的强大之处，帮助大家做到心中有数。

主要问题如下：

详细测试过程与原始数据放置于PGBENCH。

测试基于四种规格的硬件，包括Apple笔记本与AWS云服务器，测试指标包括读写查询与点查性能，结果相当令人震惊。

使用极限优化压榨，PG性能可达到单机137K读写，2M点查的怪兽级水平。

探探App的PostgreSQL全局TPS为40万左右，意味着十几台新笔记本或几台顶配服务器（10W内¥）即可支撑大型互联网应用的数据库服务。

关于成本，以AWS机型为例，综合算力最好，且自带3.6 TB的本地NVME SSD存储，有7种付费模式，折合每年成本在11万 ～ 15万，零售按需每年成本38万。

使用云硬件自建数据库，性能表现优异，而RDS for PostgreSQL的年成本则是云硬件的近20倍。

使用SYSBENCH工具测试MySQL与PostgreSQL性能，结果显示，PostgreSQL在点查性能上显著优于MySQL，峰值甚至超出1倍以上。

MySQL性能极限测试表明，关闭安全特性后，QPS可达233万每秒，但这样的数据库无法用于生产环境。

其他测试上，MySQL也有不错表现，与PostgreSQL基本持平。

新一代NewSQL数据库在极限性能上与PostgreSQL差距明显，表现最好的是基于经典主从架构的PolarDB。

TPC-H分析性能显示，即使在低核数情况下，PostgreSQL在分析性能上也有亮眼表现。

综上，PostgreSQL在性能上表现出色，尤其是分析性能，这也解释了为何在StackOverflow开发者年度调研中，它成为了最受欢迎的数据库。

PG内核解读-第1节PostgreSQL系统概述

PostgreSQL系统概述：

定义与历史：

定义：PostgreSQL是一个功能强大的开源对象关系型数据库系统，基于SQL语言扩展，并结合了多种安全存储和处理复杂数据负载的特性。历史：始于1986年加州大学伯克利分校的POSTGRES项目，经过30多年的发展，赢得了良好的声誉，以提供高性能和创新解决方案。

架构与组件：

Postmaster进程：是启动的第一个进程，负责恢复、初始化、创建后端进程。后端进程：通过TCP协议与客户端通信，允许多个客户端同时连接，连接数由max_connections参数控制。共享内存：用于数据块缓冲，提高性能，WAL日志缓冲区和Commit log缓冲区也存于其中。Individual Memory：用于存储临时缓冲区等。

逻辑架构与连接：

客户端连接：通过端口“5432”连接至集群‘data’，默认数据库是‘postgres’，模式为‘public’。系统模式：包括pg_catalog、information_schema、pg_temp等。集群管理：多个集群在同一台服务器上时，每个集群独立管理，使用不同的端口。

存储与文件结构：

数据文件存储：传统的数据库集群通过配置数据文件存储在PGDATA目录下，常见位置为/var/lib/pgsql/data。每个数据库对应一个子目录，全局信息存储在global目录中。文件拆分：文件存储若超过1G会拆分成多个文件，由pg_class中的relfilenode字段决定。日志文件：包括运行、重做、事务和服务器日志，控制文件记录数据库运行信息。

安装与启动：

安装步骤：包括下载源码、编译安装、设置环境变量等。初始化与调整：初始化数据库并调整参数，通过命令检查数据库运行状态。常用命令：如psql连接数据库、创建表、插入和查询数据等。

开发工具与调试：

开发工具：Source Insight支持多种语言，包括C、C++等，并能快速访问源代码、显示参考树、类继承图和调用树。调试工具：使用gdb跟踪进程，设置断点，检查堆栈和代码。

总结：PostgreSQL系统概述涵盖了其定义、历史、架构与组件、逻辑架构与连接、存储与文件结构、安装与启动以及开发工具与调试等方面的内容。这些内容为读者提供了从零基础到深入理解的完整教程，旨在帮助读者掌握PostgreSQL内核的核心知识，提升数据库管理和开发技能。