Postgresql常规SQL语句操作

        

目录

一、数据库与对象管理

二、数据操作 (CRUD)

三、查询优化与执行计划分析

四、事务控制

五、数据类型与高级特性应用

六、系统查询与维护

研发中的重要注意事项

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        在 PostgreSQL 研发中，以下这些 SQL 应用是极其常见且核心的操作，涵盖了数据库设计、数据操作、查询优化和系统维护的关键方面：

一、数据库与对象管理

1. 创建/修改表：

   CREATE TABLE employees (
       id SERIAL PRIMARY KEY,  -- 自增主键
       name VARCHAR(100) NOT NULL,
       email VARCHAR(255) UNIQUE,
       department_id INTEGER REFERENCES departments(id), -- 外键
       salary NUMERIC(10, 2),
       hire_date DATE DEFAULT CURRENT_DATE,
       is_active BOOLEAN DEFAULT true,
       skills TEXT[] -- 数组类型
       profile JSONB -- JSONB 类型存储灵活数据
   );
   
   -- 添加索引
   CREATE INDEX idx_employees_department ON employees(department_id);
   CREATE INDEX idx_employees_name ON employees(name);
   CREATE INDEX idx_employees_profile_email ON employees USING gin ((profile->>'email')); -- JSONB 字段索引
   
   -- 修改表 (添加列、修改列类型、添加约束等)
   ALTER TABLE employees ADD COLUMN phone VARCHAR(20);
   ALTER TABLE employees ALTER COLUMN salary TYPE DECIMAL(12, 2);
   ALTER TABLE employees ADD CONSTRAINT salary_check CHECK (salary > 0);
   

2. 创建视图：

   CREATE VIEW active_employees AS
   SELECT id, name, email, department_id
   FROM employees
   WHERE is_active = true;
   -- 物化视图 (定期刷新)
   CREATE MATERIALIZED VIEW department_salary_summary AS
   SELECT department_id, AVG(salary) AS avg_salary, SUM(salary) AS total_salary
   FROM employees
   GROUP BY department_id
   WITH DATA;
   REFRESH MATERIALIZED VIEW department_salary_summary; -- 手动刷新
   

3. 创建函数/存储过程：

   CREATE OR REPLACE FUNCTION get_employee_count(dept_id INTEGER)
   RETURNS INTEGER AS $$
   DECLARE
       emp_count INTEGER;
   BEGIN
       SELECT COUNT(*) INTO emp_count
       FROM employees
       WHERE department_id = dept_id AND is_active = true;
       RETURN emp_count;
   END;
   $$ LANGUAGE plpgsql;
   
   -- 调用函数
   SELECT get_employee_count(5);
   

二、数据操作 (CRUD)

1. 插入数据：

   INSERT INTO employees (name, email, department_id, salary)
   VALUES ('Alice Smith', '[email protected]', 3, 75000.00),
          ('Bob Johnson', '[email protected]', 3, 82000.00);
   
   -- 插入来自查询的结果
   INSERT INTO archived_employees (id, name, email, leave_date)
   SELECT id, name, email, CURRENT_DATE
   FROM employees
   WHERE is_active = false;
   

2. 查询数据：

   • 基础查询：

     SELECT id, name, salary FROM employees WHERE department_id = 3 AND salary > 80000;
     

   • 连接：

     SELECT e.name, d.name AS department_name, e.salary
     FROM employees e
     INNER JOIN departments d ON e.department_id = d.id;
     -- LEFT JOIN, RIGHT JOIN, FULL JOIN 也很常用
     

   • 聚合与分组：

     SELECT department_id, COUNT(*) AS num_employees, AVG(salary) AS avg_salary
     FROM employees
     WHERE is_active = true
     GROUP BY department_id
     HAVING AVG(salary) > 60000;
     

   • 子查询：

     SELECT name, salary
     FROM employees
     WHERE salary > (SELECT AVG(salary) FROM employees);
     

   • 窗口函数：

     SELECT name, department_id, salary,
            RANK() OVER (PARTITION BY department_id ORDER BY salary DESC) AS dept_salary_rank,
            salary - LAG(salary) OVER (PARTITION BY department_id ORDER BY hire_date) AS salary_diff
     FROM employees;
     

   • JSONB 查询：

     SELECT name, profile->>'address' AS address -- 提取文本
     FROM employees
     WHERE profile @> '{"skills": ["PostgreSQL"]}'; -- 包含特定键值对
     

3. 更新数据：

   UPDATE employees
   SET salary = salary * 1.05 -- 涨薪5%
   WHERE department_id = 3 AND performance_rating >= 4;
   
   -- 基于子查询更新
   UPDATE employees e
   SET manager_id = (SELECT manager_id FROM departments d WHERE d.id = e.department_id)
   WHERE e.manager_id IS NULL;
   

4. 删除数据：

   DELETE FROM employees
   WHERE is_active = false AND hire_date < '2020-01-01';
   
   -- 使用事务确保操作原子性
   BEGIN;
   -- 先存档再删除
   INSERT INTO deleted_employees_log SELECT *, CURRENT_TIMESTAMP FROM employees WHERE id = 123;
   DELETE FROM employees WHERE id = 123;
   COMMIT;
   

三、查询优化与执行计划分析

1. EXPLAIN / EXPLAIN ANALYZE：

   EXPLAIN ANALYZE
   SELECT * FROM orders
   WHERE customer_id = 456 AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-12-31'
   ORDER BY total_amount DESC
   LIMIT 10;
   

   • 解读输出，查看是否使用了正确的索引、扫描类型（Seq Scan, Index Scan, Bitmap Heap Scan）、连接策略、排序方式、预估/实际行数、执行时间等。
   • 这是优化慢查询的最重要工具。

2. 强制使用索引 (通常不推荐，优化器通常更聪明)：

   SET enable_seqscan = off; -- 临时关闭顺序扫描 (测试用，勿在生产库长期开启)
   -- ... 运行查询 ...
   SET enable_seqscan = on;
   

3. 创建/优化索引：

   • 组合索引： CREATE INDEX idx_orders_customer_date ON orders(customer_id, order_date);
   • 条件索引： CREATE INDEX idx_active_high_salary ON employees(salary) WHERE is_active = true AND salary > 100000;
   • 表达式索引： CREATE INDEX idx_employee_lower_name ON employees(LOWER(name));
   • 覆盖索引： CREATE INDEX idx_order_summary ON orders(customer_id, order_date) INCLUDE (total_amount); (PG 11+)
   • GIN/GiST 索引： 用于全文搜索(tsvector)、数组、JSONB、几何类型等。

四、事务控制

1. 显式事务：

   BEGIN;
   -- 一系列操作 (INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT ... FOR UPDATE)
   UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE id = 1;
   UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE id = 2;
   -- 根据业务逻辑决定提交或回滚
   COMMIT; -- 或 ROLLBACK;
   

2. 事务隔离级别：

   SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; -- 默认级别
   -- 或 REPEATABLE READ, SERIALIZABLE
   BEGIN;
   ... -- 在指定隔离级别下执行事务
   COMMIT;
   

3. SELECT ... FOR UPDATE / SELECT ... FOR SHARE：

   BEGIN;
   SELECT * FROM inventory WHERE product_id = 789 FOR UPDATE; -- 锁定该行，防止其他事务并发修改
   -- 检查库存、扣减库存...
   UPDATE inventory SET stock = stock - 1 WHERE product_id = 789;
   COMMIT;
   

五、数据类型与高级特性应用

1. JSONB 操作：

   -- 插入
   INSERT INTO products (id, name, attributes)
   VALUES (1, 'T-Shirt', '{"color": "red", "size": ["S", "M", "L"], "material": "cotton"}');
   
   -- 查询
   SELECT name, attributes->'size' AS available_sizes
   FROM products
   WHERE attributes @> '{"color": "red"}'; -- 包含 color=red
   
   -- 更新
   UPDATE products
   SET attributes = jsonb_set(attributes, '{price}', '19.99') -- 添加/更新 price 键
   WHERE id = 1;
   
   UPDATE products
   SET attributes = attributes || '{"discount": 0.1}' -- 合并添加 discount 键
   WHERE id = 1;
   

2. 数组操作：

   SELECT name FROM employees WHERE 'PostgreSQL' = ANY(skills); -- 包含特定技能
   UPDATE employees SET skills = array_append(skills, 'Docker') WHERE id = 456; -- 添加技能
   SELECT unnest(skills) AS skill, COUNT(*) FROM employees GROUP BY skill; -- 展开数组统计
   

3. 全文搜索：

   -- 创建 tsvector 列和索引
   ALTER TABLE articles ADD COLUMN search_vector tsvector;
   UPDATE articles SET search_vector = to_tsvector('english', title || ' ' || body);
   CREATE INDEX idx_articles_search ON articles USING gin(search_vector);
   
   -- 搜索
   SELECT title, snippet(search_vector, query) AS highlight
   FROM articles, plainto_tsquery('english', 'database performance') query
   WHERE search_vector @@ query
   ORDER BY ts_rank(search_vector, query) DESC;
   

六、系统查询与维护

1. 查看表/索引信息：

   \d employees -- psql 元命令
   SELECT * FROM pg_tables WHERE schemaname = 'public'; -- 系统表
   SELECT * FROM pg_indexes WHERE tablename = 'employees'; -- 索引信息
   SELECT pg_size_pretty(pg_total_relation_size('employees')); -- 表大小 (含索引)
   

2. 查看连接/锁：

   SELECT * FROM pg_stat_activity; -- 当前活动连接/查询
   SELECT * FROM pg_locks; -- 当前锁信息
   

3. 权限管理：

   GRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON employees TO developer_role;
   REVOKE DELETE ON employees FROM public;
   

研发中的重要注意事项

1. 避免 N+1 查询： 在 ORM (如 Hibernate, Django ORM, ActiveRecord) 中尤其要注意。使用 JOIN 或批量查询 (WHERE ... IN (...)) 代替在循环中执行单个查询。
2. 参数化查询： 永远使用参数化查询或预处理语句来防止 SQL 注入攻击。不要拼接 SQL 字符串。
3. 理解索引： 不是所有字段都适合加索引。索引有写入开销。理解查询模式，创建合适的索引（类型、字段顺序、条件）。定期分析索引使用情况 (pg_stat_all_indexes)。
4. 事务边界： 明确事务的开始和结束。保持事务尽可能短小，减少锁竞争。正确处理并发冲突。
5. 批量操作： 对于大批量插入/更新，使用 COPY 命令、批量 INSERT ... VALUES (...), (...), ... 或 INSERT ... SELECT ...，比循环单条插入高效得多。
6. 监控与分析： 使用 EXPLAIN ANALYZE 分析慢查询。监控数据库性能指标（连接数、锁、CPU、IO）。使用 pg_stat_statements 扩展找出高频/高消耗 SQL。
7. 连接池： 在应用层（如 HikariCP, pgBouncer）使用连接池管理数据库连接，避免频繁建立/断开连接的开销。
8. 模式迁移： 使用成熟的迁移工具（如 Flyway, Liquibase, Alembic, Django Migrations）管理数据库模式变更，确保变更可追溯、可重复、可在不同环境一致执行。

        掌握这些常规 SQL 应用并结合 PostgreSQL 的强大特性（如 JSONB、数组、GIN/GiST 索引、窗口函数、CTE、强大的 PL/pgSQL），能够高效、安全地进行应用研发，构建高性能、可扩展的后端系统。

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     这篇博客到这里就接近尾声了，希望我的分享能给您带来一些启发和帮助，别忘了点赞、收藏。您的每一次互动、鼓励是我持续创作的动力！期待与您再次相遇，共同探索更广阔的世界！