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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

1.2.2 SQL语言4

1.2.3 数据库访问技术5

1.3 什么是PostgreSQL6

1.3.1 客户端-服务器软件6

1.3.2 PostgreSQL发展历程6

1.3.3 PostgreSQL的优势7

1.4 如何学习PostgreSQL7

第2章 PostgreSQL 9的安装与配置9

2.1 PostgreSQL 9的新功能9

2.2 安装与启动PostgreSQL 910

2.2.1 下载PostgreSQL 9安装包10

2.2.2 安装PostgreSQL 913

2.2.3 启动PostgreSQL服务器16

2.3 pgAdmin Ⅲ的基本操作18

2.3.1 pgAdmin的启动与连接19

2.3.2 pgAdmin Ⅲ的界面简介20

2.3.3 配置PostgreSQL服务器的属性23

2.3.4 执行SQL查询语句25

2.4 常见问题及解答27

疑问1：连接pgAdmin时提示“服务器未监听”的错误怎么办？27

疑问2：如何修改服务器登录密码？27

2.5 本章小结27

2.6 经典习题27

第3章 数据库的基本操作28

3.1 创建数据库28

3.1.1 使用对象资源管理器创建数据库28

3.1.2 使用SQL语句创建数据库32

3.2 修改数据库34

3.2.1 使用对象资源管理器修改数据库的属性34

3.2.2 使用SQL语句修改数据库的属性35

3.3 删除数据库35

3.3.1 使用对象资源管理器删除数据库35

3.3.2 使用SQL语句删除数据库36

3.4 综合案例——数据库的创建和删除36

3.5 常见问题及解答38

疑问1：如何使用SQL语句创建具有一定条件的数据库？38

疑问2：使用DROP语句要注意什么问题？38

3.6 经典习题38

第4章 数据表的基本操作39

4.1 创建数据表39

4.1.1 如何创建数据表39

4.1.2 使用主键约束45

4.1.3 使用外键约束47

4.1.4 使用非空约束49

4.1.5 使用唯一性约束49

4.1.6 使用默认约束51

4.2 修改数据表51

4.2.1 修改表名52

4.2.2 修改字段的数据类型52

4.2.3 修改字段名55

4.2.4 添加字段55

4.2.5 删除字段57

4.2.6 删除表的外键约束58

4.3 删除数据表60

4.3.1 删除没有被关联的表60

4.3.2 删除被其他表关联的主表61

4.4 综合案例——数据表的基本操作63

4.5 常见问题及解答70

疑问1：表删除和修改操作时需要注意什么问题？70

疑问2：每一个表中都要有一个主键吗？70

4.6 经典习题70

第5章 数据类型和运算符72

5.1 PostgreSQL数据类型介绍72

5.1.1 整数类型72

5.1.2 浮点数类型73

5.1.3 任意精度类型74

5.1.4 日期与时间类型74

5.1.5 字符串类型80

5.1.6 二进制类型83

5.1.7 布尔类型84

5.1.8 数组类型85

5.2 如何选择数据类型86

5.3 常见运算符介绍87

5.3.1 运算符概述87

5.3.2 算术运算符87

5.3.3 比较运算符89

5.3.4 逻辑运算符98

5.3.5 位运算符101

5.3.6 运算符的优先级102

5.4 综合案例——运算符的使用102

5.5 常见问题及解答104

疑问1：PostgreSQL中可以存储文件吗？104

疑问2：二进制和普通字符串的区别是什么？105

5.6 经典习题105

第6章 PostgreSQL函数106

6.1 PostgreSQL函数简介106

6.2 数学函数106

6.2.1 绝对值函数ABS（x）和返回圆周率的函数PI（）107

6.2.2 平方根函数SQRT（x）和求余函数MOD（x,y）107

6.2.3 获取整数的函数CEIL（x）、CEILING（x）和FLOOR（x）109

6.2.4 四舍五入函数ROUND（x）和ROUND（x,y）109

6.2.5 符号函数SIGN（x）111

6.2.6 幂运算函数POW（x,y）、POWER（x,y）和EXP（x）111

6.2.7 对数运算函数LOG（x）112

6.2.8 角度与弧度相互转换的函数RADIANS（x）和DEGREES（x）113

6.2.9 正弦函数SIN（x）和反正弦函数ASIN（x）114

6.2.10 余弦函数COS（x）和反余弦函数ACOS（x）115

6.2.11 正切函数、反正切函数和余切函数116

6.3 字符串函数118

6.3.1 计算字符串字符数的函数和字符串长度的函数118

6.3.2 合并字符串函数CONCAT（s1,s2,...）、CONCAT_WS（x,s1,s2,...）118

6.3.3 获取指定长度的字符串函数LEFT（s,n）和RIGHT（s,n）119

6.3.4 填充字符串的函数LPAD（s1,1en,s2）和RPAD（s1,1en,s2）121

6.3.5 删除空格的函数LTRIM（s）、RTRIM（s）和TRIM（s）122

6.3.6 删除指定字符串的函数TRIM（s1 FROM s）123

6.3.7 重复生成字符串的函数REPEAT（s,n）124

6.3.8 替换函数REPLACE（s,s1,s2）125

6.3.9 获取子串的函数SUBSTRING（s,n,1en）125

6.3.10 匹配子串开始位置的函数POSITION（str1 IN str）126

6.3.11 字符串逆序的函数REVERSE（s）127

6.4 日期和时间函数127

6.4.1 获取当前日期的函数和获取当前时间的函数127

6.4.2 获取当前日期和时间的函数129

6.4.3 获取日期指定值的函数EXTRACT（type FROM d）130

6.4.4 日期和时间的运算操作132

6.5 条件判断函数136

6.6 系统信息函数137

6.6.1 获取PostgreSQL版本号137

6.6.2 获取用户名的函数138

6.7 加密函数139

6.7.1 加密函数MD5（str）139

6.7.2 加密函数ENCODE（str,pswd_str）139

6.7.3 解密函数DECODE（crypt_str,pswd_str）140

6.8 改变数据类型的函数141

6.9 综合案例——PostgreSQL函数的使用方法141

6.10 常见问题及解答145

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？145

疑问2：如何计算年龄？145

6.1 1经典习题146

第7章 插入、更新与删除数据147

7.1 插入数据147

7.1.1 为表的所有字段插入数据147

7.1.2 为表的指定字段插入数据150

7.1.3 同时插入多条记录151

7.1.4 将查询结果插入到表中152

7.2 更新数据154

7.3 删除数据157

7.4 综合案例——记录的插入、更新和删除160

7.5 常见问题及解答167

疑问1：插入记录时可以不指定字段名称吗？167

疑问2：更新或者删除表时必须指定WHERE子句吗？167

7.6 经典习题167

第8章 数据查询169

8.1 基本查询语句169

8.2 单表查询171

8.2.1 查询所有字段171

8.2.2 查询指定字段173

8.2.3 查询指定记录175

8.2.4 带IN关键字的查询177

8.2.5 带BETWEEN AND的范围查询177

8.2.6 带LIKE的字符匹配查询179

8.2.7 查询空值180

8.2.8 带AND的多条件查询181

8.2.9 带OR的多条件查询182

8.2.10 查询结果不重复183

8.2.11 对查询结果排序184

8.2.12 分组查询187

8.2.13 用LIMIT限制查询结果的数量189

8.3 集合函数查询191

8.3.1 COUNT（）函数191

8.3.2 SUM（）函数193

8.3.3 AVG（）函数194

8.3.4 MAX（）函数195

8.3.5 MIN（）函数197

8.4 连接查询198

8.4.1 内连接查询198

8.4.2 外连接查询200

8.4.3 复合条件连接查询202

8.5 子查询203

8.5.1 带ANY、SOME关键字的子查询204

8.5.2 带ALL关键字的子查询205

8.5.3 带EXISTS关键字的子查询205

8.5.4 带IN关键字的子查询207

8.5.5 带比较运算符的子查询209

8.6 合并查询结果211

8.7 为表和字段取别名213

8.7.1 为表取别名213

8.7.2 为字段取别名215

8.8 正则表达式查询217

8.8.1 查询以特定字符或字符串开头的记录218

8.8.2 查询以特定字符或字符串结尾的记录218

8.8.3 用字符“．”来替代字符串中的任意一个字符219

8.8.4 使用“＊”和“＋”来匹配多个字符220

8.8.5 匹配指定字符串221

8.8.6 匹配指定字符中的任意一个222

8.8.7 匹配指定字符以外的字符223

8.8.8 使用｛M｝或者｛M,N｝来指定字符串连续出现的次数224

8.9 综合案例——数据表查询操作225

8.1 0常见问题及解答232

疑问1：DISTINCT可以应用于所有的列吗？232

疑问2：ORDER BY可以和LIMIT混合使用吗？232

疑问3：什么时候使用单引号？232

疑问4：在WHERE子句中必须使用小括号吗？232

疑问5：为什么使用通配符格式正确，却没有查找出符合条件的记录？232

8.1 1经典习题232

第9章 索引234

9.1 索引简介234

9.1.1 索引的含义和特点234

9.1.2 索引的分类235

9.1.3 索引的设计原则236

9.2 创建索引236

9.2.1 使用pgAdmin创建索引236

9.2.2 使用SQL语句创建索引238

9.3 重命名索引241

9.4 删除索引242

9.5 综合案例——创建索引243

9.6 常见问题及解答245

疑问1：索引对数据库性能如此重要，应该如何使用它？245

疑问2：为什么尽量使用短索引？245

9.7 经典习题245

第10章 视图246

10.1 视图概述246

10.1.1 视图的含义246

10.1.2 视图的作用247

10.2 创建视图247

10.2.1 创建视图的语法形式248

10.2.2 在单表上创建视图248

10.2.3 在多表上创建视图249

10.3 查看视图250

10.3.1 使用pgAdmin图形化工具查看视图250

10.3.2 在views表中查看视图详细信息251

10.4 删除视图252

10.4.1 使用pgAdmin图形化工具删除视图252

10.4.2 使用SQL语句删除视图253

10.5 综合案例——视图应用254

10.6 常见问题及解答258

疑问1：PostgreSQL中视图和表的区别以及联系是什么？258

疑问2：视图的属性如何修改？259

10.7 经典习题259

第11章 触发器260

11.1 什么是触发器和触发器函数260

11.2 创建触发器261

11.3 查看和修改触发器262

11.4 触发器的使用263

11.5 删除触发器264

11.6 综合案例——触发器使用265

11.7 常见问题及解答268

疑问1：使用触发器时应注意什么问题？268

疑问2：为什么要及时删除不再需要的触发器？268

11.8 经典习题268

第12章 事务处理与并发控制269

12.1 事务管理简介269

12.1.1 事务的含义269

12.1.2 事务的属性270

12.1.3 事务块管理的常用语句270

12.1.4 事务的应用案例271

12.2 PostgreSQL的并发控制271

12.3 锁机制273

12.3.1 锁的类型273

12.3.2 死锁274

12.4 锁的应用案例276

12.5 常见问题及解答276

疑问1：事务和锁应用上的区别什么？276

疑问2： 事务和锁有什么关系？277

12.6 经典习题277

第13章 PostgreSQL用户管理278

13.1 组角色管理278

13.1.1 创建组角色278

13.1.2 查看和修改组角色281

13.1.3 删除组角色283

13.2 角色的各种权限285

13.3 账户管理286

13.3.1 创建用户286

13.3.2 删除用户289

13.3.3 修改用户密码290

13.4 组角色和用户权限管理291

13.4.1 对组角色授权291

13.4.2 对用户授权293

13.4.3 收回组角色权限293

13.4.4 收回用户权限294

13.5 数据库权限管理295

13.5.1 修改数据库的拥有者295

13.5.2 增加用户的数据表权限297

13.6 综合案例——综合管理用户权限298

13.7 常见问题及解答299

疑问1：如何撤销用户对数据表的操作权限？299

疑问2：组角色和登录角色之间的区别是什么？300

疑问3：谨慎使用超级用户权限？300

13.8 经典习题300

第14章 数据备份与还原301

14.1 数据备份301

14.1.1 使用pgAdmin Ⅲ备份数据库301

14.1.2 使用pg_dump工具备份数据库303

14.1.3 使用pg_dumpall工具备份整个服务器的数据库307

14.2 数据还原308

14.2.1 使用PgAdmin Ⅲ还原数据库308

14.2.2 使用psql还原数据库310

14.2.3 使用pg_restore快速还原数据库311

14.3 数据库迁移312

14.3.1 相同版本的PostgreSQL数据库之间的迁移312

14.3.2 不同版本的PostgreSQL数据库之间的迁移312

14.3.3 不同数据库之间的迁移313

14.4 综合案例——数据的备份与恢复313

14.5 常见问题及解答314

疑问1：pgdump备份的文件只能在PostgreSQL中使用吗？314

疑问2：使用pgAdmin恢复数据库时需要注意的问题？314

14.6 经典习题314

第15章 性能优化315

15.1 优化简介315

15.2 优化查询315

15.2.1 分析查询语句EXPLAIN315

15.2.2 索引对查询速度的影响316

15.2.3 优化子查询317

15.3 优化数据库结构318

15.3.1 将字段很多的表分解成多个表318

15.3.2 增加中间表319

15.3.3 增加冗余字段320

15.3.4 优化插入记录的速度320

15.3.5 分析表的统计信息321

15.4 优化PostgreSQL服务器322

15.4.1 优化服务器硬件322

15.4.2 优化PostgreSQL的参数322

15.5 综合案例——优化PostgreSQL服务器323

15.6 常见问题及解答324

疑问1：是不是索引建立的越多越好？324

疑问2：如何更新缓冲区的缓存？324

15.7 经典习题324

第16章 高可用、负载均衡和数据复制325

16.1 常见的数据同步解决方案325

16.2 日志传送备用服务器326

16.2.1 日志传送概述326

16.2.2 设置备用服务器327

16.3 数据的流复制328

16.3.1 流复制概述328

16.3.2 身份验证329

16.4 数据的同步复制329

16.4.1 同步复制概述329

16.4.2 同步复制的应用案例330

16.5 常见问题及解答333

疑问1：如何监控系统中锁的情况？333

疑问2：什么是数据分区？333

第17章 服务器配置与数据库监控334

17.1 服务器配置334

17.1.1 服务器配置文件334

17.1.2 连接与认证338

17.1.3 资源消耗339

17.1.4 预写式日志341

17.1.5 查询规划341

17.1.6 错误报告和日志342

17.1.7 运行时统计343

17.1.8 自动清理344

17.1.9 客户端默认连接345

17.1.1 0锁管理345

17.1.1 1 版本和平台兼容性346

17.2 监控数据库的活动346

17.2.1 配置统计收集器346

17.2.2 查看收集到的统计信息347

17.3 监控磁盘的使用350

17.3.1 监控磁盘的使用量350

17.3.2 磁盘满导致的失效352

17.4 综合实战——查看监控磁盘的使用情况353

17.5 常见问题及解答355

疑问1：什么是TOAST？355

疑问2：为什么有时磁盘没有写满，性能仍然很低？355

第18章 内部结构（Internals）356

18.1 PostgreSQL的内部概述356

18.1.1 查询经过的路径356

18.1.2 如何建立连接357

18.1.3 分析器阶段358

18.1.4 PostgreSQL规则系统358

18.1.5 规划器／优化器359

18.1.6 执行器360

18.2 PostgreSQL的内部系统表361

18.2.1 数据表361

18.2.2 系统视图366

18.3 PostgreSQL的内部前端／后端协议370

18.3.1 概述370

18.3.2 消息流370

18.3.3 消息数据类型375

18.3.4 消息格式375

18.3.5 错误和通知消息字段383

18.4 PostgreSQL的编码约定384

18.4.1 格式384

18.4.2 报告服务器里的错误384

18.4.3 错误消息风格指南385

18.5 基因查询优化器389

18.5.1 作为复杂优化问题的查询处理389

18.5.2 基因算法389

18.5.3 PostgreSQL里的基因查询优化（GEQO）390

18.6 索引访问方法接口定义390

18.6.1 索引的系统表记录390

18.6.2 索引访问方法函数391

18.6.3 索引扫描394

18.6.4 索引唯一性检查395

18.6.5 索引开销估计函数396

18.7 GiST索引397

18.7.1 GiST简介397

18.7.2 GiST的可扩展性398

18.7.3 实现方法398

18.8 数据库物理存储399

18.8.1 数据库文件布局399

18.8.2 TOAST400

18.8.3 数据库分页文件401

18.9 BKI后端接口403

18.9.1 BKI文件格式404

18.9.2 BKI命令404

18.9.3 系统初始化的BKI文件结构405

18.9.4 例子406

18.10 常见问题及解答406

疑问1：什么是GIN索引？406

疑问2：使用索引锁需要注意什么？406