创建数据库
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前言
postgresql 数据库是一款通用的关系型数据，在开源数据库中能与商业数据媲美，在业界也越来越流行。
因为是开源数据库，不仅公开源码，还有很多使用案例，好用的插件，所以它的慢慢变成了数据库的先驱和标准，通过postgresql可以很好从使用到原理，彻底搞懂；
如果是学习编程，也可以学到丰富的编程知识，数据结构，编程技巧，它里面还有很多精妙的架构设计，分层思想，可以灵活定制的思想。
本专栏主要介绍postgresql 入门使用，数据库维护管理，通过这些使用来了解数据库原理，慢慢了解postgresql是什么样的数据库，能做那些事情，以及如何做好服务，最关键的是这些知识都是面试的必备项。
概述
本文主要分享PostgreSQL的基础的架构，方便我们对对PostgreSQL的部件之间如何相互作用的理解将会使本节更易理解，在我们使用的时候，不至于与其它类型的数据库产生混淆；
概述
使用数据库服务的前提是，需要指定一个database对象，这个database是其它数据库对象的载体，或者说是上级名命空间。
本文来分享一下创建数据库的几种方法，给数据库赋予用户使用的权限；
原理介绍
大家在想，创建数据库很简单，一条SQL语句就可以了，还需要讲原理吗？
那我们来看这几个问题？
- 数据库存储的位置在那里;
- 数据库的所有者是谁；
- 其它用户如何来访问这个数据库；
看起来还是不简单，数据库也是有存储位置的，它其实也是一个目录，它下面可以存储其它的数据库对象，如该数据库中的表对象；
当然，数据库作为一个各类数据库汇集存储的管理系统，不是所有用户都可以任意访问和操作的，这就有了数据库的所有者，所有者具有该数据库的所有权限，类似于这个数据库的一个管理员；
同样，数据库中有很多用户，它们也是不可以随意访问和操作的，需要管理员给他们分配权限，不符合权限的访问会被拒绝，就如同宿合管理，女生宿舍是不允许男生进入的。
现在通过演示来解答上述问题, 大概流程是这样的：
- 登录到数据库 ；
- 执行创建数据库的SQL；
- 创建新的用户；
- 将新数据库的使用权限授予新用户 ；
- 新用户登录到新数据库；
创建数据库
这一步的前提是，数据库服务已经启动，当前用户具有创建数据库的权限，一般刚开始我们都使用超级管理员来创建第一个自定义的数据库；
新数据库将通过复制模版数据库template1来创建，也就是说创建数据库，其实就是复制了一份template1模版库，而模版库是在集群初始化时就预定义好的；
在postgresql 中每个数据库对象都有一个唯一的标识，叫做OID，新数据库也会分配一个OID；
创建数据库常见方法：
- 在图形化客户端创建，通过菜单创建数据库；
- 通过命令或SQL来创建，本文也是分享这种方式，因为它简单直接，而且不会随着UI变动而发生不同；
本文介绍通过命令和SQL来创建 ，图形化相对简单；
在通过创建之前，我们需要准备登录信息，因为不管是那种创建方式，都是需要能够登录到数据库系统中，最终还是转化为SQL的执行。
通过上篇分享，在刚初始化的集群中，默认有一个数据库 postgres，有一个超级管理员用户，默为当前系统的用户 senllang (根据自已的情况修改) ，监听IP为 localhost, 端口5432；
有了这些信息，我们就可以开始创建新的数据库了；
SQL创建
[senllang@hatch bin]$ ./psql -d postgres
psql (16beta1)
Type "help" for help.
postgres=#
这里的用户名，IP，端口都采用默认值，只指定了数据库名；
postgres=# CREATE DATABASE db_factory;
CREATE DATABASE
在上述命令中，将 db_factory 替换为你希望创建的数据库名称。
通过 \l 命令就可以看到数据库的列表
postgres=# \l
List of databases
Name | Owner | Encoding | Locale Provider | Collate | Ctype | ICU Locale | ICU Rules | Access privileges
------------+----------+----------+-----------------+-------------+-------------+------------+-----------+-----------------------
db_factory | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
postgres | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
template0 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
template1 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
(4 rows)
刚才创建的数据库 db_factory 的 Owner就是创建者用户，默认owner拥有该数据库的所有权限，所有Access privileges 一栏没有信息；
客户端命令创建
在安装目录下的bin目录中，有一个工具 createdb ，看名称我们就知道它就是创建数据库专用工具了；
先来看下它的帮助信息
[senllang@hatch bin]$ ./createdb --help
createdb creates a PostgreSQL database.
Usage:
createdb [OPTION]... [DBNAME] [DESCRIPTION]
Options:
-D, --tablespace=TABLESPACE default tablespace for the database
-e, --echo show the commands being sent to the server
-E, --encoding=ENCODING encoding for the database
-l, --locale=LOCALE locale settings for the database
--lc-collate=LOCALE LC_COLLATE setting for the database
--lc-ctype=LOCALE LC_CTYPE setting for the database
--icu-locale=LOCALE ICU locale setting for the database
--icu-rules=RULES ICU rules setting for the database
--locale-provider={libc|icu}
locale provider for the database's default collation
-O, --owner=OWNER database user to own the new database
-S, --strategy=STRATEGY database creation strategy wal_log or file_copy
-T, --template=TEMPLATE template database to copy
-V, --version output version information, then exit
-?, --help show this help, then exit
Connection options:
-h, --host=HOSTNAME database server host or socket directory
-p, --port=PORT database server port
-U, --username=USERNAME user name to connect as
-w, --no-password never prompt for password
-W, --password force password prompt
--maintenance-db=DBNAME alternate maintenance database
By default, a database with the same name as the current user is created.
Report bugs to <pgsql-bugs@lists.postgresql.org>.
PostgreSQL home page: <https://www.postgresql.org/>
可以看到，使用时，如果是默认ip,port，用户时，直接创建新的数据库即可；
我们再创建一个 db_factory1的数据库
[senllang@hatch bin]$ ./createdb db_factory1
postgres=# \l
List of databases
Name | Owner | Encoding | Locale Provider | Collate | Ctype | ICU Locale | ICU Rules | Access privileges
-------------+----------+----------+-----------------+-------------+-------------+------------+-----------+-----------------------
db_factory | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
db_factory1 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
postgres | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
template0 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
template1 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
(5 rows)
通过查询，可以看到创建成功了，其它信息与第一种方法创建的一样；
以上两种方法都能成功创建 PostgreSQL 数据库，你可以根据个人喜好和使用环境选择适合你的方法。
存储位置
数据库存储在那里呢，前面博客介绍了数据库的逻辑架构，其中有说存储层次和命名空间，默认情况下，存储在默认的表空间pg_default，它的位置就是当前集群目录下的base目录；如果指定了表空间，那就是表空间对应的目录下了；
我们来证实一下，在集群目录下存储的目录和文件都是以OID来命名的，所以需要查看当前数据库的OID；
postgres=# select * from pg_tablespace ;
oid | spcname | spcowner | spcacl | spcoptions
-------+--------------+----------+--------+------------
1663 | pg_default | 10 | |
1664 | pg_global | 10 | |
16394 | tblspc_test1 | 10 | |
(3 rows)
postgres=# select oid, datname, dattablespace from pg_database ;
oid | datname | dattablespace
-------+-------------+---------------
5 | postgres | 1663
1 | template1 | 1663
4 | template0 | 1663
16445 | db_factory | 1663
16446 | db_factory1 | 1663
(5 rows)
在系统表中记录了数据的组织形式，也可以叫它们为数据字典；
在pg_tablespace 中记录了表空间的信息，名称和对应的OID；
在pg_database 中记录了数据库的信息，名称和对应的OID，还有存储对应的表空间的OID；可以看到我们创建的两个factory的数据库，OID分别是 16445和16446，对应的表空间为 1663，也就是pg_default，即默认表空间的存储位置；
在系统内部所有数据库对象的使用都是通过OID来标识和引用，很多时间我们需要通过OID来找到它对应的名称；
接下来找到默认表空间的位置，它位于集群目录testdemo1下，对应的就是base目录；
[senllang@hatch bin]$ cd testdemo1/base/
[senllang@hatch base]$ ls -l
total 60
drwx------. 2 senllang develops 8192 Sep 3 09:40 1
drwx------. 2 senllang develops 8192 Sep 7 08:27 16445
drwx------. 2 senllang develops 8192 Sep 7 08:32 16446
drwx------. 2 senllang develops 8192 Sep 2 22:02 4
drwx------. 2 senllang develops 8192 Sep 6 13:57 5
-- 集群目录的路径，根据自己的实际位置查找
[senllang@hatch base]$ pwd
/opt/postgres/bin/testdemo1/base
可以看到base 目录下有五个文件夹，都是以数字命名，正好对应了数据库列表中的OID；新创建的两个数据库 16445，16446也在这里，而且它们下面已经有很多文件了，是从模版数据库复制过来的；
所有者
默认的owner用户为创建者，也可以在创建时指定，当然也可以在创建后修改。
owner在权限管理中有非常关键的作用，它相当于该数据库对象的管理者；
在 PostgreSQL 中，数据库对象的 owner 具有以下作用：
- 权限控制：数据库对象的 owner 具有对对象的完全控制权限。他们可以执行任何与该对象相关的操作，包括读取、修改、删除等。其他用户则需要通过 owner 授予的权限才能对对象进行操作。
- 对象的访问：数据库对象的 owner 可以决定哪些用户可以访问该对象。通过授予不同的权限级别，owner 可以控制用户对对象的读取、修改和删除等操作。
- 对象的所有权：数据库对象的 owner 是该对象的所有者，他们可以对该对象进行任何操作。所有权可以转移给其他用户，但只有 owner 可以回收所有权。
- 对象的依赖关系：有些数据库对象（如视图、触发器等）依赖于其他对象，当这些依赖对象被删除或修改时，owner 可以决定是否允许删除或修改操作。
访问权限
数据库系统平常使用时，一般不会用超级管理员用户，只有在特殊场景时才会用超级管理员。
我们创建一个新用户 manager 成为 数据库的db_factory所有者，由它来全权负责，给其它使用者分配权限；
再创建一个 hr 的用户，它可以使用数据库，比如创建表等，但不能对数据库进行修改；
创建普通用户
新建两个普通用户，指定密码为123456；
postgres=# create user manager with password '123456';
CREATE ROLE
postgres=# create user hr with password '123456';
CREATE ROLE
这里有个细节，最后输出是 CREATE ROLE ，明明创建的是 create user，这个到用户权限章节再给大家分享；
修改所有者
将超级管理员的职责归位，用户的数据库应该由各自的管理员负责，所以这里将数据库 db_factory 的管理权限交给 manager用户。
当然这个命令是非常危险的，最好在一开始创建时就分配好owner。
postgres=# alter database db_factory owner to manager ;
ALTER DATABASE
db_factory=> \l
List of databases
Name | Owner | Encoding | Locale Provider | Collate | Ctype | ICU Locale | ICU Rules | Access privileges
-------------+----------+----------+-----------------+-------------+-------------+------------+-----------+-----------------------
db_factory | manager | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =Tc/manager +
| | | | | | | | manager=CTc/manager +
| | | | | | | | hr=CTc/manager
db_factory1 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
postgres | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | |
template0 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
template1 | senllang | UTF8 | icu | en_US.UTF-8 | en_US.UTF-8 | en-US | | =c/senllang +
| | | | | | | | senllang=CTc/senllang
(5 rows)
通过查看，db_factory 的owner确实变为了 manager用户，Access privileges字段中也有了权限信息；
有人要说了，为什么这么麻烦呢？ 举个例子，这个数据库系统被三个业务共同使用，它们对应三个数据库，如果都由超级管理员用户管理，那每天都会吵架 “谁又动了我的库“，哈哈~
授予访问权限
用普通用户 manager 登录到 数据库 db_factory；可以退出 \q 之后重新登录，也可以用之前分享的方法 \c进行切换数据库和用户；
给 hr 用户授予在当前数据库中的create 权限；
postgres=# \c db_factory manager
You are now connected to database "db_factory" as user "manager".
db_factory=> grant ALL ON database db_factory TO hr ;
GRANT
用普通用户 hr 登录到 数据库 db_factory； 尝试创建表
db_factory=> \c db_factory hr
You are now connected to database "db_factory" as user "hr".
db_factory=> CREATE TABLE employees (
db_factory(> employee_id SERIAL PRIMARY KEY,
db_factory(> name VARCHAR(100),
db_factory(> department VARCHAR(100),
db_factory(> position VARCHAR(100),
db_factory(> hire_date DATE,
db_factory(> salary NUMERIC(10, 2)
db_factory(> );
ERROR: permission denied for schema public
LINE 1: CREATE TABLE employees (
居然失败了，不过从报错信息，看出来对于默认的schema，也就是public没有权限；通过前面命名空间的介绍，我们知道有在database之下还有schema，表必须在某个schema中；
前面授予了database下的create权限，但是没有schema的权限；
下面授予schema下的create权限；
postgres=# \c db_factory manager
You are now connected to database "db_factory" as user "manager".
db_factory=> grant create on schema public TO hr;
GRANT
新数据库中创建表
用普通用户 hr 登录到 数据库 db_factory；
db_factory=> \c db_factory hr
You are now connected to database "db_factory" as user "hr".
db_factory=> CREATE TABLE employees (
employee_id SERIAL PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100),
department VARCHAR(100),
position VARCHAR(100),
hire_date DATE,
salary NUMERIC(10, 2)
);
CREATE TABLE
db_factory=> \d
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+---------------------------+----------+-------
public | employees | table | hr
public | employees_employee_id_seq | sequence | hr
(2 rows)
创建雇员表成功，它的owner就是创建者hr，所以hr用户拥有该表的所有权限；这样就是一种分层管理的策略，符合现实中的人员管理层级关系。
结尾
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作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com
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