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内容简介

本书循序渐进地介绍PostgreSQL 9.6数据库系统管理与开发的相关基础知识，并提供大量具体操作PostgreSQL 9.6数据库的示例。通过本书的学习，读者可以完整地掌握PostgreSQL 9.6的技术要点并具备系统管理与开发的基本技能。 全书共分为18章，主要内容包括PostgreSQL 9.6的安装与配置、数据库的基本操作、数据表的基本操作、SQL语言基础、轻松掌握SQL语句、认识函数、PostgreSQL查询、数据的更新、创建和使用索引、事务和锁、视图操作、触发器、PostgreSQL的安全机制、数据库的备份与还原、高可用、负载均衡、数据复制、服务器配置与数据库监控、内部结构等。同时，本书在大部分章节的后面提供典型习题，供读者操作练习，从而加深理解。 本书适合PostgreSQL 9.6数据库初学者学习，同时也适合想全面了解PostgreSQL 9.6的数据库系统管理与开发的人员阅读。

作者介绍

李小威，软件开发项目经理，精通网站开发和windows程序开发，精通window桌面软件和网络编程，精通各种编程语言和数据库开发知识，具有多年实战开发经验。

目 录

第1章 初识PostgreSQL 1 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PostgreSQL 6 1.3.1 客户机-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PostgreSQL 7 第2章 PostgreSQL 9.6的安装与配置 9 2.1 PostgreSQL 9.6的新功能 9 2.2 安装与启动PostgreSQL9.6 10 2.2.1 下载PostgreSQL 9.6安装包 10 2.2.2 安装PostgreSQL 9.6 13 2.2.3 启动PostgreSQL服务器 15 2.3 pgAdmin 4的基本操作 17 2.3.1 pgAdmin 4的启动与连接 18 2.3.2 pgAdmin 4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 5.1 PostgreSQL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 6.1 PostgreSQL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 8.3.1 COUNT()函数 150 8.3.2 SUM()函数 152 8.3.3 AVG()函数 153 8.3.4 MAX()函数 154 8.3.5 MIN()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 12.2 PostgreSQL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pgAdmin 4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pgAdmin 4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EXPLAIN 258 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 18.1 PostgreSQL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 18.1.4 PostgreSQL规则系统 300 18.1.5 规划器/优化器 301 18.1.6 执行器 302 18.2 PostgreSQL的内部系统表 303 18.2.1 数据表 303 18.2.2 系统视图 308 18.3 PostgreSQL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 18.4 PostgreSQL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 18.5.3 PostgreSQL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 18.7 GiST索引 340 18.7.1 GiST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 18.8.2 TOAST 342 18.8.3 数据库分页文件 344 18.9 BKI后端接口 346 18.9.1 BKI文件格式 346 18.9.2 BKI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

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