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第1章 初识PostgreSQL1

1.1数据库基础1

1.1.1什么是数据库1

1.1.2表2

1.1.3数据类型2

1.1.4主键2

1.1.5什么是开源2

1.2数据库技术构成3

1.2.1数据库系统3

1.2.2SQL语言4

1.2.3数据库访问技术5

1.3什么是PostgreSQL6

1.3.1客户机-服务器软件6

1.3.2PostgreSQL发展历程6

1.3.3PostgreSQL的优势7

1.4如何学习PostgreSQL7

第2章 PostgreSQL9.6的安装与配置9

2.1PostgreSQL9.6的新功能9

2.2安装与启动PostgreSQL9.610

2.2.1下载PostgreSQL9.6安装包10

2.2.2安装PostgreSQL9.613

2.2.3启动PostgreSQL服务器15

2.3pgAdmin4的基本操作17

2.3.1pgAdmin4的启动与连接18

2.3.2pgAdmin4的界面简介19

2.3.3配置PostgreSQL服务器的属性24

2.3.4执行SQL查询语句25

2.4常见问题及解答25

疑问1：连接pgAdmin时提示“服务器未监听”的错误怎么办？26

疑问2：如何修改服务器登录密码？26

2.5本章小结26

2.6经典习题26

第3章 数据库的基本操作27

3.1创建数据库27

3.1.1使用对象浏览器创建数据库27

3.1.2使用SQL创建数据库29

3.2修改数据库的属性31

3.2.1使用对象浏览器修改数据库的属性31

3.2.2使用SQL语句修改数据库的属性32

3.3删除数据库32

3.3.1使用对象浏览器删除数据库32

3.3.2使用SQL语句删除数据库33

3.4综合案例——数据库的创建和删除33

3.5常见问题及解答35

疑问1：如何使用SQL语句创建具有一定条件的数据库？35

疑问2：使用DROP语句时需要注意什么问题？35

3.6经典习题35

第4章 数据表的基本操作36

4.1创建数据表36

4.1.1创建数据表的基本方法36

4.1.2使用主键约束41

4.1.3使用外键约束43

4.1.4使用非空约束45

4.1.5使用唯一性约束45

4.1.6使用默认约束47

4.2修改数据表47

4.2.1修改表名48

4.2.2修改字段的数据类型48

4.2.3修改字段名50

4.2.4添加字段51

4.2.5删除字段52

4.2.6删除表的外键约束53

4.3删除数据表54

4.3.1删除没有被关联的表54

4.3.2删除被其他表关联的主表55

4.4综合案例——数据表的基本操作56

4.5常见问题及解答62

疑问1：删除和修改表时需注意什么问题？62

疑问2：每一个表中都要有一个主键吗？62

4.6经典习题62

第5章 数据类型和运算符64

5.1PostgreSQL数据类型介绍64

5.1.1整数类型64

5.1.2浮点数类型65

5.1.3任意精度类型66

5.1.4日期与时间类型66

5.1.5字符串类型71

5.1.6二进制类型73

5.1.7布尔类型73

5.1.8数组类型74

5.2如何选择数据类型75

5.3常见运算符介绍75

5.3.1运算符概述75

5.3.2算术运算符76

5.3.3比较运算符77

5.3.4逻辑运算符83

5.3.5运算符的优先级84

5.4综合案例——运算符的使用85

5.5常见问题及解答87

疑问1：PostgreSQL中可以存储文件吗？87

疑问2：二进制和普通字符串的区别是什么？87

5.6经典习题87

第6章 PostgreSQL函数88

6.1PostgreSQL函数简介88

6.2数学函数88

6.2.1绝对值函数ABS（x）和返回圆周率的函数PI（）89

6.2.2平方根函数SQRT（x）和求余函数MOD（x，y）89

6.2.3获取整数的函数CEIL（x）、CEILING（x）和FLOOR（x）90

6.2.4四舍五入函数ROUND（x）和ROUND（x，y）91

6.2.5符号函数SIGN（x）91

6.2.6幂运算函数POW（x，y）、POWER（x，y）和EXP（x）92

6.2.7对数运算函数LOG（x）92

6.2.8角度与弧度相互转换的函数RADIANS（x）和DEGREES（x）93

6.2.9正弦函数SIN（x）和反正弦函数ASIN（x）93

6.2.10余弦函数COS（x）和反余弦函数ACOS（x）94

6.2.11正切函数TAN（x）、反正切函数ATAN（x）和余切函数COT（x）94

6.3字符串函数95

6.3.1计算字符串字符数和字符串长度的函数95

6.3.2合并字符串函数CONCAT（s1，s2，…）、CONCAT_WS（x，s1，s2，…）96

6.3.3获取指定长度的字符串的函数LEFT（s，n）和RIGHT（s，n）97

6.3.4填充字符串的函数LPAD（s1，len，s2）和RPAD（s1，len，s2）98

6.3.5删除空格的函数LTRIM（s）、RTRIM（s）和TRIM（s）98

6.3.6删除指定字符串的函数TRIM（s1 FROM s）99

6.3.7重复生成字符串的函数REPEAT（s，n）100

6.3.8替换函数REPLACE（s，s1，s2）100

6.3.9获取子串的函数SUBSTRING（s，n，len）100

6.3.10匹配子串开始位置的函数POSITION（str1 IN str）101

6.3.11字符串逆序函数REVERSE（s）101

6.4日期和时间函数101

6.4.1获取当前日期的函数和获取当前时间的函数101

6.4.2获取当前日期和时间的函数102

6.4.3获取日期指定值的函数103

6.4.4日期和时间的运算操作104

6.5条件判断函数106

6.6系统信息函数107

6.6.1获取PostgreSQL版本号107

6.6.2获取用户名的函数107

6.7加密和解密函数108

6.7.1加密函数MD5（str）108

6.7.2加密函数ENCODE（str，pswd str）108

6.7.3解密函数DECODE（crypt_str，pswd_str）108

6.8改变数据类型的函数109

6.9综合案例——PostgreSQL函数的使用109

6.10常见问题及解答112

疑问1：如何从日期时间值中获取年、月、日等部分日期或时间值？112

疑问2：如何计算年龄？112

6.11经典习题113

第7章 插入、更新与删除数据114

7.1插入数据114

7.1.1为表的所有字段插入数据114

7.1.2为表的指定字段插入数据116

7.1.3同时插入多条记录117

7.1.4将查询结果插入表中118

7.2更新数据120

7.3删除数据122

7.4综合案例——记录的插入、更新和删除124

7.5常见问题及解答130

疑问1：插入记录时可以不指定字段名称吗？130

疑问2：更新或者删除表时必须指定WHERE子句吗？130

7.6经典习题130

第8章 查询数据132

8.1基本查询语句132

8.2单表查询134

8.2.1查询所有字段134

8.2.2查询指定字段135

8.2.3查询指定记录137

8.2.4带IN关键字的查询138

8.2.5带BETWEEN AND的范围查询139

8.2.6带LIKE的字符匹配查询140

8.2.7空值查询141

8.2.8带AND的多条件查询142

8.2.9带OR的多条件查询143

8.2.10查询结果不重复144

8.2.11对查询结果排序145

8.2.12分组查询147

8.2.13用LIMIT限制查询结果的数量149

8.3使用集合函数查询150

8.3.1COUNT（）函数150

8.3.2SUM（）函数152

8.3.3AVG（）函数153

8.3.4MAX（）函数154

8.3.5MIN（）函数155

8.4连接查询156

8.4.1内连接查询156

8.4.2外连接查询158

8.4.3复合条件连接查询160

8.5子查询161

8.5.1带ANY、SOME关键字的子查询161

8.5.2带ALL关键字的子查询161

8.5.3带EXISTS关键字的子查询162

8.5.4带IN关键字的子查询164

8.5.5带比较运算符的子查询165

8.6合并查询结果166

8.7为表和字段取别名168

8.7.1为表取别名168

8.7.2为字段取别名170

8.8使用正则表达式查询171

8.8.1查询以特定字符或字符串开头的记录172

8.8.2查询以特定字符或字符串结尾的记录173

8.8.3用“.”符号替代字符串中的任意一个字符173

8.8.4使用“＊”和“＋”匹配多个字符174

8.8.5匹配指定字符串174

8.8.6匹配指定字符中的任意一个175

8.8.7匹配指定字符以外的字符176

8.8.8使用｛M｝或者｛M，N｝指定字符串连续出现的次数176

8.9综合案例——数据表查询操作177

8.10常见问题及解答183

疑问1：DISTINCT可以应用于所有列吗？183

疑问2：ORDER BY可以和LIMIT混合使用吗？183

疑问3：什么时候使用单引号？183

疑问4：在WHERE子句中必须使用圆括号吗？183

疑问5：为什么通配符格式正确却没有查找出符合条件的记录？183

8.11经典习题184

第9章 索引185

9.1索引简介185

9.1.1索引的含义和特点185

9.1.2索引的分类186

9.1.3索引的设计原则187

9.2创建索引187

9.2.1使用pgAdmin创建索引187

9.2.2使用SQL语句创建索引188

9.3重命名索引191

9.4删除索引192

9.5综合案例——创建索引193

9.6常见问题及解答195

疑问1：应该如何正确使用索引？195

疑问2：为什么尽量使用短索引？195

9.7经典习题195

第10章 视图197

10.1视图概述197

10.1.1视图的含义197

10.1.2视图的作用198

10.2创建视图198

10.2.1创建视图的语法形式199

10.2.2在单表上创建视图199

10.2.3在多表上创建视图200

10.3查看视图201

10.3.1使用pgAdmin图形化工具查看视图201

10.3.2使用SQL语句在views表中查看视图详细信息202

10.4删除视图203

10.4.1使用pgAdmin图形化工具删除视图203

10.4.2使用SQL语句删除视图203

10.5综合案例——视图应用204

10.6常见问题及解答208

疑问1：PostgreSQL中视图和表的区别以及联系是什么？208

疑问2：如何修改视图的属性？208

10.7经典习题209

第11章 触发器210

11.1什么是触发器和触发器函数210

11.2创建触发器211

11.3查看和修改触发器212

11.4使用触发器213

11.5删除触发器214

11.6综合案例——触发器的使用215

11.7常见问题及解答217

疑问1：使用触发器时应注意什么问题？217

疑问2：为什么要及时删除不需要的触发器？218

11.8经典习题218

第12章 事务处理与并发控制219

12.1事务管理简介219

12.1.1事务的含义219

12.1.2事务的属性220

12.1.3事务块管理的常用语句220

12.1.4事务的应用案例221

12.2PostgreSQL的并发控制222

12.3锁机制223

12.3.1锁的类型224

12.3.2死锁225

12.3.3锁的应用案例226

12.4常见问题及解答227

疑问1：事务和锁在应用上的区别是什么？227

疑问2：事务和锁有什么关系？227

12.5经典习题227

第13章 PostgreSQL用户管理228

13.1组角色管理228

13.1.1创建组角色228

13.1.2查看和修改组角色230

13.1.3删除组角色231

13.2角色的各种权限232

13.3账户管理234

13.3.1创建用户234

13.3.2删除用户236

13.3.3修改用户密码237

13.4组角色和用户权限管理238

13.4.1对组角色授权238

13.4.2对用户授权239

13.4.3收回组角色权限239

13.4.4收回用户权限240

13.5数据库权限管理240

13.5.1修改数据库的拥有者240

13.5.2增加用户的数据表权限241

13.6综合案例——综合管理用户权限243

13.7常见问题及解答244

疑问1：如何撤销用户对数据表的操作权限？244

疑问2：组角色和登录角色之间的区别是什么？244

疑问3：如何使用超级用户权限？245

13.8经典习题245

第14章 数据备份与还原246

14.1数据备份246

14.1.1使用pgAdmin4备份数据库246

14.1.2使用pg_dump工具备份数据库248

14.1.3使用pg_dumpall工具备份整个服务器的数据库250

14.2数据还原251

14.2.1使用pgAdmin4还原数据库251

14.2.2使用psql还原数据库252

14.2.3使用pg_restore快速还原数据库254

14.3数据库迁移255

14.3.1相同版本的PostgreSQL数据库之间的迁移255

14.3.2不同版本的PostgreSQL数据库之间的迁移255

14.3.3不同类型数据库之间的迁移255

14.4综合案例——数据的备份与恢复256

14.5常见问题及解答256

疑问1：pgdump备份的文件只能在PostgreSQL中使用吗？256

疑问2：使用pgAdmin恢复数据库时需要注意什么问题？256

14.6经典习题257

第15章 性能优化258

15.1优化简介258

15.2优化查询258

15.2.1分析查询语句EXPLAIN258

15.2.2索引对查询速度的影响259

15.2.3优化子查询260

15.3优化数据库结构261

15.3.1将字段很多的表分解成多个表261

15.3.2增加中间表262

15.3.3增加冗余字段263

15.3.4优化插入记录的速度263

15.3.5分析表的统计信息264

15.4优化PostgreSQL服务器265

15.4.1优化服务器硬件265

15.4.2优化PostgreSQL的参数265

15.5综合案例——优化PostgreSQL服务器266

15.6常见问题及解答267

疑问1：是不是索引建立得越多越好？267

疑问2：如何更新缓冲区的缓冲？267

15.7经典习题267

第16章 高可用、负载均衡和数据复制268

16.1常见的数据同步解决方案268

16.2日志传送备用服务器269

16.2.1日志传送概述269

16.2.2设置备用服务器270

16.3数据的流复制271

16.3.1流复制概述271

16.3.2身份验证272

16.4数据的同步复制272

16.4.1同步复制概述272

16.4.2同步复制的应用案例273

16.5常见问题及解答277

疑问1：如何监控系统中锁的情况？277

疑问2：什么是数据分区？277

第17章 服务器配置与数据库监控278

17.1服务器配置278

17.1.1服务器配置的文件278

17.1.2连接与认证280

17.1.3资源消耗281

17.1.4预写式日志283

17.1.5查询规划284

17.1.6错误报告和日志285

17.1.7运行时统计286

17.1.8自动清理287

17.1.9客户端连接配置287

17.1.10锁管理288

17.1.11版本和平台兼容性289

17.2监控数据库的活动289

17.2.1配置统计收集器289

17.2.2查看收集到的统计信息290

17.3监控磁盘的使用293

17.3.1监控磁盘的使用量293

17.3.2磁盘满导致的失效295

17.4综合实战——查看监控磁盘的使用情况295

17.5常见问题及解答297

疑问1：当服务器配置出现冲突时采用什么优先级？297

疑问2：为什么有时磁盘没有写满性能却很差？297

第18章 内部结构298

18.1PostgreSQL的内部概述298

18.1.1查询经过的路径298

18.1.2建立连接299

18.1.3分析器阶段300

18.1.4PostgreSQL规则系统300

18.1.5规划器/优化器301

18.1.6执行器302

18.2PostgreSQL的内部系统表303

18.2.1数据表303

18.2.2系统视图308

18.3PostgreSQL的内部前端/后端协议312

18.3.1概述312

18.3.2消息流312

18.3.3消息数据类型317

18.3.4消息格式317

18.3.5错误和通知消息字段326

18.4PostgreSQL的编码约定326

18.4.1格式326

18.4.2报告服务器里的错误327

18.4.3错误消息风格指南328

18.5基因查询优化器331

18.5.1作为复杂优化问题的查询处理331

18.5.2基因算法331

18.5.3PostgreSQL里的基因查询优化332

18.6索引访问方法接口定义333

18.6.1索引的系统表记录333

18.6.2索引访问方法函数334

18.6.3索引扫描337

18.6.4索引唯一性检查338

18.6.5索引开销估计函数339

18.7GiST索引340

18.7.1GiST简介340

18.7.2可扩展性340

18.7.3实现方法341

18.8数据库物理存储341

18.8.1数据库文件布局341

18.8.2TOAST342

18.8.3数据库分页文件344

18.9BKI后端接口346

18.9.1BKI文件格式346

18.9.2BKI命令346

18.9.3系统初始化的BKI文件结构347

18.9.4例子348

18.10常见问题及解答348

疑问1：什么是GIN索引？348

疑问2：使用索引锁需要注意什么？348