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《PG就业之路》- 第一章：体系架构概述

xiaobu 5天前 42

PostgreSQL，简称PG，是著名的开源数据库软件，它具有悠久的历史，良好的设计和高质量的源代码。全球范围内不少的公司都以PG为内核，开发出各具特色的数据库软件产品，譬如华为的openGauss，阿里的PolarDB PostgreSQL版，美国EDB公司的Advanced Server，俄罗斯PostgreSQL Professional公司的PostgreSQL Pro等等。也有不少大学的计算机相关专业以PG为教学案例和技术原型，传授和研究数据库相关的理论和具体实现。

学习任何一个新东西，第一件事情就是要对它有个整体印象，所以我们在第一章自然要介绍PG的体系架构。但在此之前，当务之急是手头上有个可以做各种实验的学习环境，所以我们在第一节要先了解如何搭建PG的学习实验环境。学习开源软件的技术，如果不去阅读源代码，以求理解其背后的技术秘密，就辜负了“开源”两个字，所以本章只讲解如何从源代码开始安装PG软件，且在后续的学习中我们坚持既学习PG的外在功能，又探究其背后源代码的具体实现，其目的就是努力让读者做到“知其然且知其所以然”。

本书的全部实验都是在Linux 环境下进行的，因此要求读者具备一定的Linux 使用经验，且为了能够理解 PG的源代码，读者还需要具备初步的C语言编程的能力。如果你不具备这两个领域的基本能力，也不要担心，因为本书需要的Linux和C语言的知识非常少：对于Linux的操作，只要求掌握ps、ls、pwd 和vi 等常用的命令。对于C语言部分，只要求知道十六进制和二进制、十进制之间的转换，理解结构体(struct) 和指针 (pointer) 的基本使用等。在互联网上，关于Linux和C语言的优秀的学习文档和教学视频已经非常丰富了，而且很多都是免费的。你可以利用这些学习资料快速学习。如果你足够勤奋，只需恶补一个星期左右，你所掌握的Linux基本操作和C语言编程的知识就足够应付本书的学习。

在本书开始写作时，PG的最新版本是18，所以本书的内容以PG 18作为基本的学习版本。可能你在阅读本书时PG又发布了新版本，但本书绝大部分的内容都是讨论PG内核稳定的功能，和PG的版本关系不大。

最新回复 (2)
  • xiaobu 4天前
    引用 2楼

    创建实验环境

    在讲解如何从源码开始安装PG之前，我假定你有一台可以使用的Linux 服务器，且使用的用户是postgres。你可以通过多种方式获得一台自主可控的Linux服务器，譬如：你可以使用VMWare/VirtualBox等优秀的虚拟机软件，在本机上创建一台Linux服务器。很多云服务商都提供免费使用的Linux服务器来招揽潜在的用户，我的很多实验就是利用AWS免费使用EC2虚拟机一年的优惠条款薅亚马逊公司的羊毛。我全部的实验环境就是使用Ubuntu 24.04的多台EC2，其整体如图1.1 所示。

    你也可以使用Windows电脑支持的WSL(Windows Subsystem for Linux)作为基本的运行环境。关于如何安装Linux 环境，在互联网上你可以轻易地找到非常多的优秀且免费的学习资料，在此我就不重复了。本书全部的PG实验和Linux发行版本基本上没有关系，你可以选择任何自己喜欢的Linux 发行版本，都能够顺利地完成本书的各种实验。

  • xiaobu 4天前
    引用 3楼

    编译PG源代码和安装软件

    我使用的是一台运行Ununtu 24.04的Linux服务器，为了编译PG源码，我需要提前把一些编译PG源代码所需要的软件包安装好，下面是我使用root用户运行的安装命令。注意：你需要以一个具有sudo权限的用户先执行“sudo su -”命令切换到root用户后，再运行这些命令。

    apt update -y
apt upgrade -y
apt install apt-file -y
apt-file update -y
apt install bzip2 build-essential pkg-config -y
apt install libicu-dev flex bison -y
apt install libreadline-dev zlib1g-dev -y
apt install docbook-xml docbook-xsl -y
apt install libxml2-utils xsltproc fop -y

    完成上述软件安装后，你切换到postgres用户，检查一下gcc和gmake是否安装成功，因为这些编译工具是编译PG源码所必须的。具体执行的命令和相关的输出内容如下：

    postgres$ gcc --version
gcc (Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04) 13.3.0
Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
......

postgres$ gmake --version
GNU Make 4.3
Built for x86_64-pc-linux-gnu
Copyright (C) 1988-2020 Free Software Foundation, Inc.
......

    如果你的环境中出现类似“command not found”的错误，就说明gcc或者gmake没有安装好，你需要先解决这个问题， 再进行下面的安装步骤。

    下一步的任务是下载并解压缩PG的源码压缩包。我们访问PG的官方网站( www.postgresql.org )，很容易找到下载(download) 的入口，注意要选择下载源码包，而不是 已经编译好的二进制软件包。例如我下载了文件postgresql-18.0.tar.bz2 或者postgresql-18.0.tar.gz，它们都是PG 18的源码包，只不过是压缩的格式不同而已。如果你使用一台可以联网的Linux服务器，可以直接在这台服务器上使用wget或者curl等常用的Linux下载工具下载PG的源码。请看下面的示例：

    wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v18/postgresql-18.0.tar.bz2
curl -O https://ftp.postgresql.org/pub/source/v18/postgresql-18.0.tar.bz2

    下载命令wget或者curl只要使用一个即可。假设我们以postgres用户执行上述下载命令，压缩包在/home/postgres目录下，我们可以执行如下命令进行解压缩：

    postgres $ id
uid=1001(postgres) gid=1001(postgres) groups=1001(postgres),100(users),113(ssl-cert)
postgres $ pwd
/home/postgres
postgres $ ls -l
total 21796
-rw-rw-r-- 1 postgres postgres 22319023 Aug  5 17:15 postgresql-18.0.tar.bz2
postgres $ tar jxvf postgresql-18.0.tar.bz2 
postgres $ ls -l
total 21800
drwxrwxr-x 7 postgres postgres     4096 Jul 14 20:12 postgresql-18.0
-rw-rw-r-- 1 postgres postgres 22319023 Aug  5 17:15 postgresql-18.0.tar.bz2
postgres@ip-172-31-29-179:~$ cd postgresql-18beta2/
postgres@ip-172-31-29-179:~/postgresql-18beta2$

    我们看到有一个目录，这个就是源码压缩包解压缩后的全部源代码。下面我们就要进入到源代码目录，执行源代码的编译和软件安装的任务。在这个目录下，执行如下命令：

    ./configure --prefix=/home/postgres/pg18b2
make world
make install-world

    其中第一步是配置，我们仅仅指定了prefix参数的值，它规定了编译好的PG软件会放在哪个目录中，我们在上面指定了/home/postgres/pg18b2这个目录。第二步的make world就是对一百多万行的PG源码进行编译，这一步耗时最长。第三步的make install-world命令就是把编译好的软件拷贝到你指定的目录，即/home/postgres/pg18b2这个目录。

    如果你所有的操作都很顺利，就会看到最终的成果，如下所示：

    postgres@ip-172-31-29-179:~$ pwd
/home/postgres
postgres@ip-172-31-29-179:~$ ls -l
total 21804
drwxrwxr-x 6 postgres postgres     4096 Aug  5 17:28 pg18b2
drwxrwxr-x 7 postgres postgres     4096 Aug  5 17:20 postgresql-18beta2
-rw-rw-r-- 1 postgres postgres 22319023 Aug  5 17:15 postgresql-18beta2.tar.bz2
postgres@ip-172-31-29-179:~$ ls -l pg18b2/
total 16
drwxrwxr-x 2 postgres postgres 4096 Aug  5 17:28 bin
drwxrwxr-x 6 postgres postgres 4096 Aug  5 17:28 include
drwxrwxr-x 4 postgres postgres 4096 Aug  5 17:28 lib
drwxrwxr-x 8 postgres postgres 4096 Aug  5 17:28 share
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