PostgreSQL 系统管理函数详解

PostgreSQL 提供了一系列强大的系统管理函数，用于数据库维护、监控和配置。这些函数可分为多个类别，以下是主要功能的详细说明：

一、数据库配置函数

1. 参数管理函数

-- 查看所有配置参数
SELECT name, setting, unit, context FROM pg_settings;-- 动态修改参数（无需重启）
SELECT set_config('log_min_duration_statement', '1000', false);-- 重置参数为默认值
SELECT reset_config('work_mem');

2. 配置文件操作

-- 重载配置文件（等效于pg_ctl reload）
SELECT pg_reload_conf();-- 查看配置文件位置
SELECT pg_current_logfile(), pg_conf_load_time();

二、维护与清理函数

1. VACUUM 相关函数

-- 执行VACUUM（非FULL模式）
SELECT pg_stat_reset();
VACUUM (VERBOSE, ANALYZE) customers;-- 仅收集统计信息（不清理死元组）
VACUUM (ANALYZE, SKIP_LOCKED) orders;-- 查看需要VACUUM的表
SELECT schemaname, relname, n_dead_tup 
FROM pg_stat_user_tables 
WHERE n_dead_tup > 0
ORDER BY n_dead_tup DESC;

2. 冻结事务ID管理

-- 检查事务ID年龄
SELECT datname, age(datfrozenxid) FROM pg_database;-- 手动推进冻结事务ID
VACUUM FREEZE customers;-- 紧急冻结（避免事务ID回卷）
SELECT pg_emergency_freeze('my_table');

三、备份与恢复函数

1. 基础备份控制

-- 开始备份模式
SELECT pg_start_backup('nightly_backup', true, false);-- 结束备份模式
SELECT pg_stop_backup(false, true);-- 检查备份进度
SELECT * FROM pg_stat_progress_basebackup;

2. 时间点恢复(PITR)

-- 创建还原点
SELECT pg_create_restore_point('before_major_update');-- 查看WAL信息
SELECT pg_current_wal_lsn(), pg_walfile_name_offset(pg_current_wal_lsn());-- 强制切换WAL文件
SELECT pg_switch_wal();

四、监控与统计函数

1. 统计信息收集

-- 重置统计计数器
SELECT pg_stat_reset();
SELECT pg_stat_reset_shared('bgwriter');-- 获取后台写入器统计
SELECT * FROM pg_stat_get_bgwriter_stats();-- 用户自定义统计
SELECT pg_stat_get_activity(pg_backend_pid());

2. 会话管理

-- 查看活动会话
SELECT pid, usename, application_name, state 
FROM pg_stat_activity;-- 终止会话
SELECT pg_terminate_backend(pid) 
FROM pg_stat_activity 
WHERE application_name = 'problem_app';-- 取消长时间运行的查询
SELECT pg_cancel_backend(pid)
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'active' AND now() - query_start > interval '5 minutes';

五、扩展与插件管理

1. 扩展操作函数

-- 创建扩展
SELECT pg_available_extensions();
CREATE EXTENSION pg_stat_statements;-- 更新扩展
ALTER EXTENSION pg_partman UPDATE;-- 查看扩展依赖
SELECT * FROM pg_extension_dependencies();

2. 插件控制

-- 加载共享库（需超级用户）
LOAD 'auto_explain';-- 查看已加载库
SELECT * FROM pg_loaded_libraries();

六、存储与文件管理

1. 表空间操作

-- 创建表空间
SELECT pg_tablespace_location(oid), * FROM pg_tablespace;-- 检查表空间使用情况
SELECT pg_tablespace_size('fast_ssd');

2. 大对象管理

-- 创建大对象
SELECT lo_create(0);-- 导入文件为大对象
SELECT lo_import('/path/to/file.pdf');-- 导出大对象到文件
SELECT lo_export(oid, '/path/to/output.pdf') FROM pg_largeobject_metadata;

七、复制与高可用

1. 流复制控制

-- 查看复制状态
SELECT * FROM pg_stat_replication;-- 提升备库为主库
SELECT pg_promote(true, 60);-- 创建物理复制槽
SELECT * FROM pg_create_physical_replication_slot('standby1_slot');

2. 逻辑复制

-- 创建逻辑复制槽
SELECT * FROM pg_create_logical_replication_slot('inventory_slot', 'pgoutput'
);-- 解码WAL变更
SELECT * FROM pg_logical_slot_get_changes('inventory_slot',NULL,NULL
);

八、安全相关函数

1. 加密函数

-- 密码哈希
SELECT crypt('mypassword', gen_salt('bf', 8));-- 数据加密
SELECT pgp_sym_encrypt('secret data', 'aes_key');-- 查看密码哈希算法
SELECT * FROM pg_password_hash_algorithms();

2. 权限检查

-- 检查表权限
SELECT has_table_privilege('user1', 'customers', 'INSERT');-- 查看角色权限
SELECT * FROM pg_roles WHERE rolname = 'admin';-- 授予默认权限
ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA public
GRANT SELECT ON TABLES TO readonly_role;

九、实用工具函数

1. 系统信息

-- 获取PostgreSQL版本
SELECT version();-- 查看编译选项
SELECT pg_config();-- 服务器启动时间
SELECT pg_postmaster_start_time();

2. 性能诊断

-- 查看锁等待
SELECT * FROM pg_lock_waits();-- 获取当前执行的查询计划
SELECT pg_stat_get_backend_activity(pid) 
FROM pg_stat_activity 
WHERE state = 'active';-- 生成随机数据
SELECT generate_series(1,100), md5(random()::text);

十、最佳实践示例

1. 自动化维护脚本

-- 每周维护脚本
DO $$
BEGIN-- 分析所有用户表EXECUTE format('ANALYZE %I', string_agg(table_schema||'.'||table_name, ', '))FROM information_schema.tablesWHERE table_schema NOT IN ('pg_catalog', 'information_schema');-- 清理碎片严重的表PERFORM vacuum_full_ratio(schemaname, relname, 0.3  -- 碎片率阈值) FROM pg_stat_user_tablesWHERE n_dead_tup > 1000;-- 记录维护日志INSERT INTO maintenance_log VALUES (now(), 'Weekly maintenance completed');
END $$;

2. 紧急情况处理

-- 事务ID回卷紧急处理
DO $$
DECLAREdb record;
BEGINFOR db IN SELECT datname FROM pg_database WHERE datname NOT IN ('template0', 'template1')LOOPEXECUTE format('VACUUM FREEZE %I', db.datname);RAISE NOTICE 'Frozen database: %', db.datname;END LOOP;
END $$;