Организация данных
Логическая структура
16
Авторские права
© Postgres Professional, 2017–2024
Авторы: Егор Рогов, Павел Лузанов, Илья Баштанов, Игорь Гнатюк
Фото: Олег Бартунов (монастырь Пху и пик Бхрикути, Непал)
Использование материалов курса
Некоммерческое использование материалов курса (презентации,
демонстрации) разрешается без ограничений. Коммерческое
использование возможно только с письменного разрешения компании
Postgres Professional. Запрещается внесение изменений в материалы
курса.
Обратная связь
Отзывы, замечания и предложения направляйте по адресу:
Отказ от ответственности
Компания Postgres Professional не несет никакой ответственности за
любые повреждения и убытки, включая потерю дохода, нанесенные
прямым или непрямым, специальным или случайным использованием
материалов курса. Компания Postgres Professional не предоставляет
каких-либо гарантий на материалы курса. Материалы курса
предоставляются на основе принципа «как есть» и компания Postgres
Professional не обязана предоставлять сопровождение, поддержку,
обновления, расширения и изменения.
2
Темы
Базы данных и шаблоны
Схемы и путь поиска
Специальные схемы
Системный каталог
3
новая БДtemplate1template0
postgres
Кластер баз данных
Инициализация кластера создает три базы данных
Новая база всегда клонируется из существующей
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
не меняется
подключение
по умолчанию
общие
изменения
CREATE DATABASE
Экземпляр PostgreSQL управляет несколькими базами данных —
кластером. При инициализации кластера (автоматически при установке
PostgreSQL либо вручную командой initdb) создаются три одинаковые
базы данных. Все остальные БД, создаваемые пользователем,
клонируются из какой-либо существующей.
Шаблонная БД template1 используется по умолчанию для создания
новых баз данных. В нее можно добавить объекты и расширения,
которые будут копироваться в каждую новую базу данных.
Шаблон template0 не должен изменяться. Он нужен как минимум в двух
ситуациях. Во-первых, для восстановления БД из резервной копии,
выполненной утилитой pg_dump (это рассматривается в теме
«Резервное копирование. Логическое резервирование»). Во-вторых,
при создании новой БД с кодировкой, отличной от указанной при
инициализации кластера (подробнее обсуждается в курсе DBA2).
База данных postgres используется при подключении по умолчанию
пользователем postgres. Она не является обязательной, но некоторые
утилиты предполагают ее наличие, поэтому ее не рекомендуется
удалять, даже если она не нужна.
5
Схемы
Пространство имен для объектов
разделение объектов на логические группы
предотвращение конфликта имен между приложениями
Схема и пользователь — разные сущности
Специальные схемы
public — по умолчанию в ней создаются все объекты
pg_catalog — системный каталог
information_schema — вариант системного каталога
pg_temp — для временных таблиц
…
Схемы представляют собой пространства имен для объектов БД. Они
позволяют разделить объекты на логические группы для управления
ими, предотвратить конфликты имен при работе нескольких
пользователей или при установке приложений и расширений.
В PostgreSQL схема и пользователь — разные сущности (хотя
настройки по умолчанию позволяют пользователям удобно работать
с одноименными схемами).
Существует несколько специальных схем, обычно присутствующих
в каждой базе данных.
Схема public используется по умолчанию для хранения объектов, если
не выполнены иные настройки.
Схема pg_catalog хранит объекты системного каталога. Системный
каталог — это метаинформация об объектах, принадлежащих кластеру,
которая хранится в самом кластере в виде таблиц. Альтернативное
представление системного каталога (определенное в стандарте SQL)
дает схема information_schema.
Схема pg_temp служит для хранения временных таблиц. (На самом
деле таблицы создаются в схемах pg_temp_1, pg_temp_2 и т. п. —
у каждого пользователя своя схема. Но обращаются все пользователи
к ней как к pg_temp.)
Есть и другие схемы, но они носят технический характер.
6
template1postgres
Базы и схемы кластера
pg_catalog
таблица
таблица
объект
public
таблица
таблица
объект
pg_catalog public
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
системный
каталог
общие
объекты
кластера
схема
таблица
таблица
объект
таблица
таблица
объект
Схемы принадлежат базам данных, все объекты БД распределены
по каким-либо схемам.
Однако несколько таблиц системного каталога хранят информацию,
общую для всего кластера. Это список баз данных, список
пользователей и некоторые другие сведения. Эти таблицы хранятся
вне какой-либо конкретной базы данных, но при этом одинаково видны
из каждой БД.
Таким образом, клиент, подключенный к какой-либо базе данных,
видит в системном каталоге описание объектов не только данной базы,
но и общих объектов кластера. Описание объектов других баз данных
можно получить, только подключившись к ним.
8
Путь поиска
Определение схемы объекта
квалифицированное имя (схема.имя) явно определяет схему
имя без квалификатора проверяется в схемах, указанных в пути поиска
Путь поиска
определяется параметром search_path,
реальное значение — функция current_schemas
исключаются несуществующие схемы и схемы, к которым нет доступа
первая явно указанная в пути схема используется для создания объектов
схемы pg_temp и pg_catalog неявно включаются первыми,
если не указаны в search_path
При указании объекта надо определить, о какой схеме идет речь, ведь
в разных схемах могут храниться объекты с одинаковыми именами.
Если имя объекта квалифицировано именем схемы, то используется
явно указанная схема. Если схема не указана явным образом, то она
определяется с помощью конфигурационного параметра search_path.
Этот параметр содержит путь поиска — список схем, который
просматривается последовательно слева направо, при этом из него
исключаются несуществующие схемы и те, к которым у пользователя
нет доступа.
При создании нового объекта с именем без квалификатора для выбора
целевой схемы берется первая из оставшихся в списке, а при поиске
объекта в начало пути неявно добавляются:
●
схема pg_catalog, чтобы всегда иметь доступ к системному каталогу
●
схема pg_temp, если пользователь создавал временные объекты
Реальный путь поиска, включающий неявные схемы, возвращает вызов
функции: current_schemas(true).
Можно провести аналогию между путем поиска search_path и путем
PATH в операционных системах.
10
Системный каталог
Описание всех объектов кластера
набор таблиц в каждой базе данных (схема pg_catalog)
и несколько глобальных объектов кластера
набор представлений для удобства
Доступ
запросы SQL, специальные команды psql
Правила организации
названия таблиц начинаются с pg_
имена столбцов содержат трехбуквенный префикс
в качестве ключа используется столбец oid типа oid
названия объектов хранятся в нижнем регистре
Системный каталог хранит метаинформацию об объектах кластера.
В каждой базе данных доступен собственный набор таблиц,
описывающих объекты этой конкретной БД, и нескольких таблиц, общих
для всего кластера. Для удобства над таблицами также определены
несколько представлений.
К системному каталогу можно обращаться с помощью обычных
запросов SQL, а выполнение команд DDL приводит к изменению
данных в системном каталоге. Кроме того, psql имеет целый ряд
команд, позволяющих удобно просматривать системный каталог.
Все имена таблиц системного каталога начинаются с pg_, например,
pg_database. Столбцы таблиц начинаются с префикса, обычно
соответствующего имени таблицы, например, datname. Имена объектов
хранятся в нижнем регистре, например, 'postgres'.
Таблицы системного каталога имеют первичные ключи — как правило,
это столбцы с именем oid и типом oid (object identifier, целое 32-битное
число). Эти идентификаторы встречаются и в других столбцах
в виде отдельных значений или массивов, обеспечивая логические
связи между таблицами. Внешние ключи в системном каталоге явно
не определены.
12
Итоги
Логически
кластер содержит базы данных,
базы данных — схемы,
схемы — конкретные объекты (таблицы, индексы и т. п.)
Базы данных создаются клонированием существующих
Схема объекта определяется по пути поиска
Полное описание содержимого кластера баз данных
хранится в системном каталоге
13
Практика
1. В новой базе данных создайте схему, названную так же,
как и пользователь. Создайте схему app.
Создайте несколько таблиц в обеих схемах.
2. Получите в psql описание созданных схем и список
всех таблиц в них.
3. Установите путь поиска так, чтобы при подключении
к базе данных таблицы из обеих схем были доступны
по неквалифицированному имени; приоритет должна иметь
«пользовательская» схема.
Проверьте правильность настройки.
