第一幕:算法朝会,秦使发难

一眼春秋,望穿风云。

第一章:链表分治,初露锋芒


第一幕:算法朝会,秦使发难

齐国,临淄城,算法殿。

晨光透过雕花木窗,在青石地面上投下斑驳光影。大殿中央,一丈见方的水镜悬浮空中,波纹流转——正是列国敬畏的“天机算法系统”。

齐威王端坐龙纹宝座,眉宇间隐现忧色。殿下文武分立两侧,左侧以宰相邹忌为首,右侧以上将军田忌为尊。

“诸位爱卿,”齐威王声音低沉,“天机系统已出今日之题。谁能解之,赏千金,封上卿!”

水镜波纹骤变,浮现金色篆文:

【王诏·链表分封令】

【场景】:秦王点兵改制,甲士营将士依序而列,各佩功勋数

【龙门线】:阈值 叁

【改制令】:功勋小于伍 者立左阵,大于等于伍者立右阵

【铁律】:左、右阵中,诸将士初始前后次序不可乱

【当前最佳解法】:秦相商鞅之’两度遍历册录法’】

请看图 “哈哈哈!”

一声长笑打破沉寂。黑袍秦使踏前一步,腰间玉佩叮当作响,正是秦国第一算法大师——商鞅。

“齐王陛下,”商鞅拱手,眼中却无半分敬意,“我大秦‘双重遍历法’,虽复杂度略高,但堂堂正正,势如破竹!不知齐国可有更高明解法?”

他袖袍一挥,水镜显现解法:

/** 
**【题目:链表分区】**

**【描述】:给定单链表头结点 head 与整数 x,请分隔链表,使所有小于 x 的节点皆在大于等于 x 的节点之前**

**【约束】:须保持节点初始相对位置**

**【当前最佳】:时间复杂度 O(n²),空间复杂度 O(n),提供者——秦使商鞅】**
输入:head = [1,4,3,2,5,2], x = 3
输出:[1,2,2,4,3,5]

示例 2:
输入:head = [2,1], x = 2

输出:[1,2]

提示:

链表中节点的数目在范围 [0, 200] 内
-100 <= Node.val <= 100
-200 <= x <= 200
*/
// 秦国解法:双重遍历法
public ListNode partition(ListNode head, int x) {
    // 第一次遍历:收集所有小于x的节点
    List<ListNode> smallList = new ArrayList<>();
    ListNode p = head;
    while (p != null) {
        if (p.val < x) smallList.add(p);
        p = p.next;
    }
    
    // 第二次遍历:收集所有大于等于x的节点  
    List<ListNode> largeList = new ArrayList<>();
    p = head;
    while (p != null) {
        if (p.val >= x) largeList.add(p);
        p = p.next;
    }
    
    // 拼接新链表
    ListNode dummy = new ListNode(-1);
    ListNode curr = dummy;
    for (ListNode node : smallList) {
        curr.next = node;
        curr = curr.next;
    }
    for (ListNode node : largeList) {
        curr.next = node;
        curr = curr.next;
    }
    curr.next = null;
    
    return dummy.next;
}

“两次遍历,两个列表,”商鞅傲然道,“虽非最优,却稳妥可靠。此乃我大秦治国之道——步步为营,稳中求胜!”

算法数据结构

万物皆结构,万法归算法

「算法与数据结构真解」

以算法思想与数据结构为核心,贯穿不同编程语言的实现。这里不问语言门派,只探算法本源。


「数据结构篇」· 万物皆结构

📊 「刷题一统春秋」

📊 「线性结构」

「数组与链表」:内存的连续与离散之美
  • C 列表实战 —— 从指针到链表的演练记录。
  • 计划:动态数组扩容策略、双向链表实现比较
「栈与队列」:后进先出与先进先出的哲学
  • 计划:递归调用栈剖析、消息队列应用场景
  • 计划:双端队列的妙用、优先队列实现方案

🌳 「树形结构」

「二叉树」:二分思想的具象化
  • 计划:二叉搜索树增删查、AVL树旋转平衡
  • 计划:红黑树原理图解、B树在数据库中的应用
「堆结构」:优先级的艺术
  • 计划:二叉堆实现、堆排序的原地版本
  • 计划:Top K 问题的多种解法对比

🔑 「哈希世界」

「哈希表」:从键到值的瞬间映射
  • 计划:哈希冲突解决策略、布谷鸟哈希原理
  • 计划:一致性哈希在分布式系统中的运用

🕸️ 「图论基石」

「图的表示」:邻接矩阵与邻接表的抉择
  • 路线规划 —— Grid-Based Route (Re-)Planning
  • 计划:稠密图与稀疏图的存储优化

「算法篇」· 思维的模式

🔍 「搜索算法」

「深度优先」:一条路走到黑的探索
  • 计划:回溯法解数独、排列组合问题模板
「广度优先」:层层递进的扩张
  • 计划:最短路径问题、状态空间搜索

🔄 「排序算法」

「比较排序」:基于比较的秩序建立
  • 计划:快速排序优化、归并排序的迭代实现
  • 计划:堆排序的建堆技巧
「非比较排序」:突破O(nlogn)的界限
  • 计划:计数排序的适用场景、基数排序的位数处理

🧩 「动态规划」

「经典模型」:从斐波那契到背包问题
  • 计划:状态定义技巧、状态转移方程推导
  • 计划:背包九讲精要、区间DP的遍历顺序
「字符串DP」:编辑距离与最长公共子序列
  • 计划:DNA序列比对中的DP应用

⚡ 「贪心算法」

「局部最优」:何时贪心能得全局最优
  • 计划:区间调度问题、霍夫曼编码构造

✂️ 「分治思想」

「大事化小」:递归分解的艺术

  • 计划:最近点对问题、矩阵乘法的Strassen算法

「高级专题」· 思想的融合

🎯 「算法设计范式」

「双指针」:相向而行的智慧
  • 计划:滑动窗口模板、快慢指针判环
「位运算」:0与1的魔法
  • 计划:状态压缩技巧、位操作优化

📈 「复杂度分析」

「时间空间」:算法效率的度量衡

  • 计划:主定理的应用、均摊分析实例

「实战演练」· 知行合一

💻 「LeetCode精讲」

「高频题目」:面试常考题型深度解析
  • 计划:每题多语言实现、多种解法对比
  • C语言趣味算法 —— 汉诺塔、百鸡百钱、常胜将军、约瑟夫环。

🏆 「竞赛算法」

「ACM模板」:竞赛常用算法模板库
  • 计划:并查集优化、线段树懒更新

JAVA在线测试

以考促学,查漏补缺

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典籍篇

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源码安装PostgreSQL稳定版本(Linux)

📋 准备工作

1. 查看最新稳定版本

# 访问PostgreSQL官网或使用命令查看
curl -s https://www.postgresql.org/ftp/source/ | grep -E 'href="v[0-9]+\.[0-9]+/"' | tail -5

# 当前长期支持版本(LTS)
# PostgreSQL 16.x (最新稳定版)
# PostgreSQL 15.x (长期支持)
# PostgreSQL 14.x (长期支持到2026年)
# PostgreSQL 13.x (长期支持到2025年)

2. 安装编译依赖

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install -y \
    build-essential \
    libreadline-dev \
    zlib1g-dev \
    flex bison \
    libxml2-dev \
    libxslt-dev \
    libssl-dev \
    libssl-dev \
    libpam0g-dev \
    libldap-dev \
    libperl-dev \
    libicu-dev \
    tcl-dev \
    python3-dev \
    git \
    wget \
    curl

# CentOS/RHEL/Rocky/AlmaLinux
sudo yum groupinstall -y "Development Tools"
sudo yum install -y \
    readline-devel \
    zlib-devel \
    flex bison \
    libxml2-devel \
    libxslt-devel \
    openssl-devel \
    pam-devel \
    openldap-devel \
    perl-devel \
    perl-ExtUtils-Embed \
    tcl-devel \
    python3-devel \
    git \
    wget
vi /etc/sysctl.conf
#最大共享内存段大小
kernel.shmmax = 68719476736(默认) 
 #可以使用的共享内存的总量
kernel.shmall = 4294967296(默认)
#整个系统共享内存段的最大数目
kernel.shmmni = 4096 
#每个信号对象集的最大信号对象数
kernel.sem = 50100 64128000 50100 1280 
#文件句柄的最大数量。
fs.file-max = 7672460 
#应用程序可使用的IPv4端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 65000 
#套接字接收缓冲区大小的缺省值
net.core.rmem_default = 1048576 
#套接字发送缓冲区大小的缺省
net.core.wmem_default = 262144#套接字发送缓冲区大小的最大值
net.core.wmem_max = 1048576 

# sysctl -p #配置生效

🚀 源码安装PostgreSQL 16.2(当前稳定版)

步骤1:创建专用用户和目录

# 创建postgres系统用户和组
sudo groupadd -r postgres
sudo useradd -r -g postgres -s /bin/bash -d /usr/local/pgsql -m -k /dev/null postgres

# 创建安装目录和数据目录
sudo mkdir -p /usr/local/pgsql/{data,logs,backup}
sudo chown -R postgres:postgres /usr/local/pgsql
sudo chmod 750 /usr/local/pgsql

# 创建源码目录
sudo mkdir -p /opt/postgresql_src
sudo chown $(whoami):$(whoami) /opt/postgresql_src
cd /opt/postgresql_src

步骤2:下载源码

# 下载PostgreSQL 16.2(截至2024年3月的最新稳定版)
wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v16.2/postgresql-16.2.tar.gz

# 或者使用国内镜像(清华源)
# wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/postgresql/source/v16.2/postgresql-16.2.tar.gz

# 验证下载完整性(可选)
wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v16.2/postgresql-16.2.tar.gz.sha256
sha256sum -c postgresql-16.2.tar.gz.sha256

# 解压源码
tar -zxvf postgresql-16.2.tar.gz
cd postgresql-16.2

步骤3:配置编译选项

# 查看所有配置选项
./configure --help

# 创建编译目录(推荐)
mkdir build && cd build

# 基本配置(适用于大多数情况)
../configure \
    --prefix=/usr/local/pgsql \
    --with-pgport=5432 \
    --with-perl \
    --with-python \
    --with-tcl \
    --with-openssl \
    --with-pam \
    -with-uuid=ossp \
    --with-ldap \
    --with-libxml \
    --with-libxslt \
    --with-icu \
    --enable-thread-safety \
    --enable-debug \
    --enable-nls \
    --with-system-tzdata=/usr/share/zoneinfo
    

   

# 或者精简配置(最小化安装)
# ../configure --prefix=/usr/local/pgsql --with-openssl

步骤4:编译和安装

# 查看CPU核心数,决定并行编译数
nproc

# 编译(使用4个并行任务,根据CPU核心数调整)
make -j4

# 可选:运行回归测试(需要较长时间)
# make check

# 安装到系统
sudo make install

# 安装contrib模块(扩展工具)
cd contrib
make -j4
sudo make install
cd ..

步骤5:配置环境变量

# 为postgres用户配置环境变量
sudo tee -a /usr/local/pgsql/.bash_profile << 'EOF'
export PGHOME=/usr/local/pgsql
export PGDATA=/usr/local/pgsql/data
export PATH=$PGHOME/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$PGHOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export MANPATH=$PGHOME/share/man:$MANPATH
EOF

# 为当前用户配置环境变量
echo 'export PATH=/usr/local/pgsql/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 验证安装
/usr/local/pgsql/bin/postgres --version

⚙️ 初始化数据库和配置

步骤6:初始化数据库

# 切换到postgres用户
sudo su - postgres

# 初始化数据库集群
initdb -D /usr/local/pgsql/data -E UTF8 --locale=C -U postgres

# 或者使用详细参数
initdb \
  -D /usr/local/pgsql/data \
  -E UTF8 \
  --locale=en_US.UTF-8 \
  --lc-collate=C \
  --lc-ctype=en_US.UTF-8 \
  --username=postgres \
  --pwprompt

# 设置密码(记下这个密码)
# 输入并确认postgres用户的密码

步骤7:配置postgresql.conf

# 备份原始配置
cp /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf.original

# 编辑主配置文件
nano /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf
# 修改以下参数(根据服务器配置调整)
listen_addresses = '*'          # 允许远程连接
port = 5432                     # 监听端口
max_connections = 100           # 最大连接数
shared_buffers = 128MB          # 共享缓冲区大小(建议为内存的25%)
work_mem = 4MB                  # 每个查询的工作内存
maintenance_work_mem = 64MB     # 维护操作的内存
dynamic_shared_memory_type = posix  # 动态共享内存类型
wal_level = replica             # WAL级别
synchronous_commit = on         # 同步提交
wal_buffers = -1                # WAL缓冲区(-1表示自动)
checkpoint_timeout = 5min       # 检查点超时时间
max_wal_size = 1GB              # 最大WAL大小
min_wal_size = 80MB             # 最小WAL大小
archive_mode = off              # 归档模式
archive_command = '/bin/date'   # 归档命令(关闭时随意设置)
logging_collector = on          # 启用日志收集
log_directory = 'pg_log'        # 日志目录
log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'  # 日志文件名格式
log_rotation_age = 1d           # 日志轮转时间
log_rotation_size = 10MB        # 日志轮转大小
log_truncate_on_rotation = on   # 轮转时截断
log_line_prefix = '%m [%p] %q%u@%d '  # 日志前缀
log_timezone = 'Asia/Shanghai'  # 日志时区
timezone = 'Asia/Shanghai'      # 时区
datestyle = 'iso, ymd'          # 日期格式
lc_messages = 'en_US.UTF-8'     # 消息语言
lc_monetary = 'en_US.UTF-8'     # 货币格式
lc_numeric = 'en_US.UTF-8'      # 数字格式
lc_time = 'en_US.UTF-8'         # 时间格式
default_text_search_config = 'pg_catalog.english'  # 全文搜索配置

步骤8:配置客户端认证

# 编辑pg_hba.conf
nano /usr/local/pgsql/data/pg_hba.conf
# 允许本地连接(md5需要密码,trust不需要密码)
local   all             postgres                                peer
local   all             all                                     md5
host    all             all             127.0.0.1/32            md5

# 允许特定IP段连接
host    all             all             192.168.1.0/24          md5

# 允许所有IP连接(生产环境慎用)
host    all             all             0.0.0.0/0               md5

# 示例:只允许特定用户从特定IP访问特定数据库
# host    exam_db         app_user        192.168.1.100/32       md5

步骤9:创建系统服务

# 退出postgres用户
exit

# 创建systemd服务文件
sudo tee /etc/systemd/system/postgresql.service << 'EOF'
[Unit]
Description=PostgreSQL Database Server
After=network.target

[Service]
Type=forking
User=postgres
Group=postgres
Environment=PGDATA=/usr/local/pgsql/data
OOMScoreAdjust=-1000
ExecStart=/usr/local/pgsql/bin/pg_ctl -D ${PGDATA} start
ExecStop=/usr/local/pgsql/bin/pg_ctl -D ${PGDATA} stop
ExecReload=/usr/local/pgsql/bin/pg_ctl -D ${PGDATA} reload
TimeoutSec=300

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

# 或者使用simple类型(推荐)
sudo tee /etc/systemd/system/postgresql.service << 'EOF'
[Unit]
Description=PostgreSQL Database Server
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=postgres
Group=postgres
Environment=PGDATA=/usr/local/pgsql/data
Environment=PGPORT=5432
OOMScoreAdjust=-1000
ExecStart=/usr/local/pgsql/bin/postgres -D ${PGDATA}
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=mixed
KillSignal=SIGINT
TimeoutSec=300

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

步骤10:启动服务

# 重新加载systemd配置
sudo systemctl daemon-reload

# 启动PostgreSQL服务
sudo systemctl start postgresql

# 设置开机自启
sudo systemctl enable postgresql

# 查看服务状态
sudo systemctl status postgresql

# 查看日志
sudo journalctl -u postgresql -f

🔧 验证和基础配置

步骤11:验证安装

# 连接到数据库
psql -h localhost -U postgres -d postgres

# 在psql中执行
SELECT version();
SELECT current_user;
SHOW data_directory;
SHOW config_file;
\q  # 退出

步骤12:创建数据库和用户

# 切换到postgres用户
sudo su - postgres

# 创建测试数据库
createdb test_db

# 创建应用用户
createuser -P -d -e app_user
# 输入密码:AppPass123

# 连接到数据库并授权
psql -d test_db <<EOF
-- 创建schema
CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS app_schema;

-- 创建测试表
CREATE TABLE app_schema.users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 插入测试数据
INSERT INTO app_schema.users (username, email) VALUES
('admin', 'admin@example.com'),
('user1', 'user1@example.com');

-- 授权给应用用户
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE test_db TO app_user;
GRANT ALL PRIVILEGES ON SCHEMA app_schema TO app_user;
GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL TABLES IN SCHEMA app_schema TO app_user;
GRANT USAGE, SELECT ON ALL SEQUENCES IN SCHEMA app_schema TO app_user;

-- 查看表
SELECT * FROM app_schema.users;
EOF

步骤13:安装常用扩展

# 安装pg_stat_statements(性能监控)
psql -U postgres -d test_db <<EOF
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pg_stat_statements;
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS uuid-ossp;
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS btree_gin;
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS btree_gist;
SELECT * FROM pg_available_extensions ORDER BY name;
EOF

🛠️ 高级配置和优化

内存优化配置

# 根据服务器内存调整配置
sudo nano /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf
# 内存相关优化(8GB内存服务器示例)
shared_buffers = 2GB           # 内存的25%
work_mem = 16MB                # 每个查询的工作内存
maintenance_work_mem = 512MB   # 维护操作内存
effective_cache_size = 6GB     # 可用于缓存的磁盘空间估计值

# 性能优化
max_connections = 200          # 根据应用需求调整
checkpoint_completion_target = 0.9
random_page_cost = 1.1         # SSD设为1.1,HDD设为4.0
effective_io_concurrency = 200 # SSD可以设高,HDD设低

# WAL优化
wal_buffers = 16MB
min_wal_size = 1GB
max_wal_size = 4GB

配置归档和备份

# 创建归档目录
sudo mkdir -p /usr/local/pgsql/archive
sudo chown postgres:postgres /usr/local/pgsql/archive

# 配置归档
sudo nano /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf
# 启用归档
archive_mode = on
archive_command = 'test ! -f /usr/local/pgsql/archive/%f && cp %p /usr/local/pgsql/archive/%f'
archive_timeout = 3600  # 每小时强制归档

📊 监控和维护脚本

创建监控脚本

# 创建数据库健康检查脚本
sudo tee /usr/local/bin/check_postgres.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# PostgreSQL健康检查脚本

PGHOME=/usr/local/pgsql
PGDATA=/usr/local/pgsql/data
PGPORT=5432

echo "=== PostgreSQL健康检查 $(date) ==="

# 检查服务状态
systemctl is-active postgresql > /dev/null 2>&1
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "✓ 服务状态: 运行中"
else
    echo "✗ 服务状态: 停止"
    exit 1
fi

# 检查连接
$PGHOME/bin/pg_isready -p $PGPORT -h localhost -U postgres
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "✓ 数据库连接: 正常"
else
    echo "✗ 数据库连接: 失败"
fi

# 检查磁盘空间
df -h $PGDATA | tail -1

# 检查数据库大小
echo "数据库大小:"
$PGHOME/bin/psql -h localhost -U postgres -d postgres -c "
SELECT 
    datname as \"数据库\",
    pg_size_pretty(pg_database_size(datname)) as \"大小\"
FROM pg_database 
ORDER BY pg_database_size(datname) DESC;
"

echo "=== 检查完成 ==="
EOF

sudo chmod +x /usr/local/bin/check_postgres.sh
sudo chown postgres:postgres /usr/local/bin/check_postgres.sh

创建备份脚本

# 创建备份脚本
sudo tee /usr/local/bin/backup_postgres.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# PostgreSQL备份脚本

BACKUP_DIR="/usr/local/pgsql/backup"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
RETENTION_DAYS=7

# 创建备份目录
mkdir -p $BACKUP_DIR/$DATE

echo "开始备份: $(date)"

# 备份所有数据库
/usr/local/pgsql/bin/pg_dumpall -h localhost -U postgres \
    | gzip > $BACKUP_DIR/$DATE/full_backup_$DATE.sql.gz

# 备份单个重要数据库(可选)
/usr/local/pgsql/bin/pg_dump -h localhost -U postgres test_db \
    -F c -f $BACKUP_DIR/$DATE/test_db_$DATE.dump

echo "备份完成: $(date)"
echo "备份文件:"
ls -lh $BACKUP_DIR/$DATE/

# 清理旧备份
find $BACKUP_DIR -type d -mtime +$RETENTION_DAYS -exec rm -rf {} \;

echo "已清理超过${RETENTION_DAYS}天的备份"
EOF

sudo chmod +x /usr/local/bin/backup_postgres.sh
sudo chown postgres:postgres /usr/local/bin/backup_postgres.sh

🎯 安装其他稳定版本

安装PostgreSQL 15.7(LTS版本)

cd /opt/postgresql_src
wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v15.7/postgresql-15.7.tar.gz
tar -zxvf postgresql-15.7.tar.gz
cd postgresql-15.7
mkdir build && cd build

# 配置(与16.2类似)
../configure \
    --prefix=/usr/local/pgsql15 \
    --with-pgport=5433 \
    --with-openssl \
    --with-perl \
    --with-python

make -j$(nproc)
sudo make install

安装PostgreSQL 14.12(长期支持)

cd /opt/postgresql_src
wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v14.12/postgresql-14.12.tar.gz
tar -zxvf postgresql-14.12.tar.gz
cd postgresql-14.12
mkdir build && cd build

../configure --prefix=/usr/local/pgsql14 --with-openssl
make -j$(nproc)
sudo make install

⚠️ 故障排除

常见问题解决

# 1. 编译错误:缺少依赖
# 重新安装所有依赖后清理重试
make distclean

# 2. 启动失败:端口被占用
netstat -tlnp | grep 5432
sudo lsof -i :5432

# 3. 连接失败:认证问题
# 检查pg_hba.conf配置

# 4. 内存不足:调整编译并行度
make -j2  # 使用更少的并行任务

# 5. 查看详细错误日志
tail -f /usr/local/pgsql/data/log/postgresql-*.log

📝 总结

安装步骤回顾

  1. 安装依赖:确保编译环境完整
  2. 下载源码:选择稳定版本(推荐16.2或15.7)
  3. 配置编译:根据需求选择编译选项
  4. 编译安装:使用并行编译提高速度
  5. 初始化数据库:设置数据目录和编码
  6. 配置参数:优化性能和安全
  7. 创建服务:使用systemd管理
  8. 验证测试:确保安装成功

版本选择建议

  • 生产环境:PostgreSQL 15.x(LTS支持到2027年)
  • 学习测试:PostgreSQL 16.x(最新特性)
  • 兼容性要求:PostgreSQL 14.x(支持到2026年)

关键配置文件

  • /usr/local/pgsql/data/postgresql.conf - 主配置文件
  • /usr/local/pgsql/data/pg_hba.conf - 客户端认证
  • /etc/systemd/system/postgresql.service - 服务文件

通过源码安装可以获得更好的性能和定制性,适合生产环境和对性能有要求的场景。

典籍篇

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postgresql 的组成结构

内存

  • Local memory area:由每个后端进程分配给自己使用。

  • Share memory area: 由 postgresql 服务器的所有进程使用。

postgresql-memory

  • work_mem: 执行器执行 order bydistinctjoin tableshash-join操作时使用。

  • maintenance_work_mem: vacuum 归整、reindex重建索引,时使用。

  • temp_buffers: 临时表使用。

  • shared_buffer_pool: 从持久化的存储加载表页和索引页到此。

  • wal_buffer: 防止服务异常停止导致数据没有落盘,创建了 wal 缓冲区,相当于 redo log。

  • commit log: 记录所有的事务状态如:再处理,已提交、回退,保持事务的一致性。相当于 undo log。

进程

PostgreSQL 采用 C/S 模式,系统为每个连接的客户端分配一个服务进程 Postgres postgresql-process

当运行 pg_ctl 命令进入 Postgres 程序时,其进程创建流程如下:

PostMaster

postgresql-process1

  • PostMaster:进程是整个数据库实例的总控进程,负责启动关闭该数据实例。并且在服务进程出现错误时完成系统的恢复,还要在系统奔溃的时候重启系统。它是运行在服务器上的总控进程,同时也负责整个系统范围内的操作,例如中断操作与信号处理。但是 Postmaster 本身并不执行这些操作,而是指派一个子进程在适当的时间处理它们。Postmaster 进程在起始时会创建共享内存与信号库,用于与子进程的通信,同时也能在某个子进程奔溃的时候重置共享内存即可恢复。

Postmaster 守护进程的执行流程如下

postgres-porcess2

SysLogger

  • SysLogger:(系统日志)进程,日志信息是数据库管理员获取数据库系统运行状态的有效手段。在数据库出现故障时,日志信息是非常有用的。把数据库日志信息集中输出到一个位置将极大方便管理员维护数据库系统。然而,日志输出将产生大量数据(特别是在比较高的调试级别上),单文件保存时不利于日志文件的操作。因此,在SysLogger的配置选项中可以设置日志文件的大小,SysLogger会在日志文件达到指定的大小时关闭当前日志文件,产生新的日志文件。
# - Where to Log -

log_destination = 'stderr'              # Valid values are combinations of
                                        # stderr, csvlog, jsonlog, syslog, and
                                        # eventlog, depending on platform.
                                        # csvlog and jsonlog require
                                        # logging_collector to be on.

# This is used when logging to stderr:
logging_collector = on          # Enable capturing of stderr, jsonlog,
                                        # and csvlog into log files. Required
                                        # to be on for csvlogs and jsonlogs.
                                        # (change requires restart)

# These are only used if logging_collector is on:
#log_directory = 'log'                  # directory where log files are written,
                                        # can be absolute or relative to PGDATA
#log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'        # log file name pattern,
                                        # can include strftime() escapes
#log_file_mode = 0600                   # creation mode for log files,
                                        # begin with 0 to use octal notation
#log_rotation_age = 1d                  # Automatic rotation of logfiles will
                                        # happen after that time.  0 disables.
#log_rotation_size = 10MB               # Automatic rotation of logfiles will
                                        # happen after that much log output.
                                        # 0 disables.
#log_truncate_on_rotation = off         # If on, an existing log file with the
                                        # same name as the new log file will be
                                        # truncated rather than appended to.
                                        # But such truncation only occurs on
                                        # time-driven rotation, not on restarts
                                        # or size-driven rotation.  Default is
                                        # off, meaning append to existing files
                                        # in all cases.

log_destination:配置日志输出目标,根据不同的运行平台会设置不同的值,Linux下默认为stderr。