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Einführung
Relationale Datenbank-Managementsysteme sind ein wichtiger Bestandteil zahlreicher Websites und Anwendungen. Sie stellen eine strukturierte Art und Weise zur Speicherung, Organisation und zum Zugriff auf Informationen bereit.
PostgreSQL oder Postgres ist ein relationales Datenbank-Managementsystem, das eine Implementierung der SQL-Abfragesprache ermöglicht. Es ist eine beliebte Wahl für viele kleine und große Projekte und hat den Vorteil, dass sie standardkonform ist und zahlreiche fortgeschrittene Funktionen, wie zuverlässige Transaktionen und Parallelität, ohne Leseschutz aufweist.
Dieser Leitfaden beschreibt die Installation von Postgres auf einer Ubuntu 18.04 VPS-Instanz und enthält auch Anweisungen für die grundlegende Datenbankverwaltung.
Voraussetzungen
Um diesem Tutorial zu folgen, benötigen Sie einen Ubuntu 18.04 Server, der im Sinne unseres Leitfadens Ersteinrichtung eines Servers mit Ubuntu 18.04 konfiguriert wurde. Nach Abschluss der Voraussetzungen dieses Tutorials sollte Ihr Server einen Benutzer ohne Root-, aber mit sudo-Berechtigung und eine einfache Firewall haben.
Schritt 1 — Installation von PostgreSQL
Ubuntu Standard-Repositorys enthalten Postgres-Pakete, damit Sie diese mit dem apt-Paketsystem installieren können.
Und weil Sie apt in dieser Sitzung das erste Mal verwenden, sollten Sie Ihren lokalen Paketindex aktualisieren. Installieren Sie dann das Postgres-Paket mit dem -contrib-Paket, das zusätzliche Hilfsprogramme und Funktionalität hinzufügt:
sudo apt update
sudo apt install postgresql postgresql-contrib
Nachdem jetzt die Software installiert ist, können wir die Funktionsweise besprechen und auch wie sie sich möglicherweise von anderen Datenbank-Managementsystemen unterscheidet, die Sie verwendet haben.
Schritt 2 — Nutzung von PostgreSQL-Rollen und Datenbanken
Postgres verwendet zum Umgang mit Authentifizierung und Autorisierung standardmäßig ein Konzept namens „Rollen“. Diese sind auf gewisse Art und Weise herkömmlichen Konten im Unix-Stil ähnlich, aber Postgres unterscheidet nicht zwischen Benutzern und Gruppen und bevorzugt eher den flexiblen Begriff „Rolle“.
Nach der Installation verwendet Postgres *ident*-Authentifizierung. Das bedeutet, dass es Postgres-Rollen mit einem übereinstimmenden Unix/Linux-Systemkonto verknüpft. Falls eine Rolle in Postgres existiert, kann sich ein Unix/Linux-Benutzername mit demselben Namen als diese Rolle anmelden.
Das Installationsverfahren hat ein Benutzerkonto namens Postgres erstellt, das mit der Standard-Postgres-Rolle verknüpft ist. Um Postgres zu verwenden, können Sie sich bei diesem Konto anmelden.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, um dieses Konto zum Zugriff auf Postgres zu verwenden.
Wechsel zum Postgres-Konto
Wechseln Sie auf Ihrem Server zum Postgres-Konto, indem Sie Folgendes eingeben:
sudo -i -u postgres
Sie können jetzt sofort auf eine Postgres-Eingabeaufforderung zugreifen, indem Sie Folgendes eingeben:
psql
Damit melden Sie sich bei der PostgreSQL-Eingabeaufforderung an und von hier aus können Sie sofort mit dem Datenbank-Managementsystem arbeiten.
Beenden Sie die PostgreSQL-Eingabeaufforderung durch die Eingabe von:
\q
Damit kehren Sie zur Postgres Linux-Eingabeaufforderung zurück.
Zugriff auf eine Postgres-Eingabeaufforderung ohne Kontowechsel
Sie können den gewünschten Befehl auch mit dem Postgres-Konto direkt mit sudo ausführen.
So wurden Sie z. B. im letzten Beispiel angewiesen, zur Postgres-Eingabeaufforderung zu gelangen, indem Sie zunächst auf den Postgres-Benutzer wechseln und dann psql ausführen, um die Postgres-Eingabeaufforderung zu öffnen. Sie könnten dies in einem Schritt ausführen, indem Sie den einzelnen psql-Befehl als Postgres-Benutzer mit sudo ausführen, wie zum Beispiel:
sudo -u postgres psql
Damit melden Sie sich direkt in Postgres ohne die zwischengeschaltete Bash Shell an.
Sie können die interaktive Postgres-Sitzung beenden, indem Sie Folgendes eingeben:
\q
Zahlreiche Anwendungsfälle erfordern mehr als eine Postgres-Rolle. Lesen Sie weiter, um mehr zu deren Konfiguration zu erfahren.
Schritt 3 — Erstellen einer neuen Rolle
Sie haben momentan nur die Postgres-Rolle innerhalb der Datenbank konfiguriert. Mit dem Befehl createrole können Sie neue Rollen von der Befehlszeile aus erstellen. Die --interactive Flag fordert Sie dazu auf, den Namen der neuen Rolle einzugeben und fragt Sie auch, ob diese Superuser-Berechtigung erhalten sollte.
Wenn Sie als Postgres-Konto angemeldet sind, können Sie einen neuen Benutzer erstellen, indem Sie Folgendes eingeben:
createuser --interactive
Wenn Sie allerdings lieber sudo für jeden Befehl verwenden, ohne Ihr normales Konto zu wechseln, verwenden Sie bitte Folgendes:
sudo -u postgres createuser --interactive
Das Skript enthält einige Auswahlmöglichkeiten und führt die korrekten Postgres-Befehle basierend auf Ihren Antworten aus, um einen Benutzer im Sinne Ihrer Spezifikationen zu erstellen.
[secondary_label Output]
Enter name of role to add: <^>sammy<^>
Shall the new role be a superuser? (y/n) <^>y<^>
Sie können mehr Kontrolle erhalten, indem Sie einige zusätzliche Flags übergeben. Sehen Sie sich die Optionen auf der man-Seite an:
man createuser
Ihre Installation von Postgres hat jetzt einen neuen Benutzer, aber Sie haben noch keine Datenbanken hinzugefügt. Der nächste Abschnitt beschreibt diesen Vorgang.
Schritt 4 — Erstellen einer neuen Datenbank
Eine andere, standardmäßige Annahme des Postgres-Authentifizierungssystems ist, dass mit jeder Rolle, die zur Anmeldung verwendet wird, eine gleichnamige Datenbank verknüpft ist, auf die diese Rolle zugreifen kann.
Wenn der von Ihnen im letzten Abschnitt erstellte Benutzer Sammy heißt, wird diese Rolle demnach versuchen, standardmäßig eine Verbindung mit einer Datenbank namens „Sammy“ herzustellen. Sie können die entsprechende Datenbank mit dem Befehl createdb erstellen.
Wenn Sie als Postgres-Konto angemeldet sind, sollten Sie Folgendes eingeben:
createdb <^>sammy<^>
Wenn Sie allerdings lieber sudo für jeden Befehl verwenden, ohne Ihr normales Konto zu wechseln, verwenden Sie bitte Folgendes:
sudo -u postgres createdb <^>sammy<^>
Diese Flexibilität liefert mehrere Möglickkeiten, um je nach Bedarf Datenbanken zu erstellen.
Schritt 5 — Eröffnen einer Postgres-Eingabeaufforderung mit der neuen Rolle
Um sich mit der ident-basierten Authentifizierung anzumelden, benötigen Sie einen Linux-Benutzer mit dem gleichen Namen wie Ihre Postgres-Rolle und -Datenbank.
Wenn Sie keinen passenden Linux-Benutzer zur Verfügung haben, können Sie mit dem Befehl adduser einen erstellen. Sie müssen dies von Ihrem Konto ohne root-Berechtigung mit sudo-Privilegien vornehmen (d. h. Sie können nicht als postgres-Benutzer angemeldet sein):
sudo adduser <^>sammy<^>
Sobald dieses neue Konto verfügbar ist, können Sie entweder die Datenbank wechseln und sich mit ihr verbinden, indem Sie Folgendes eingeben:
sudo -i -u <^>sammy<^>
psql
Oder Sie können Folgendes Inline vornehmen:
sudo -u <^>sammy<^> psql
Mit diesem Befehl melden Sie sich automatisch an, vorausgesetzt, dass alle Komponenten ordnungsgemäß konfiguriert wurden.
Wenn Ihr Benutzer sich mit einer anderen Datenbank verbinden soll, können Sie dies tun, indem Sie die Datenbank wie folgt angeben:
psql -d <^>postgres<^>
Sobald Sie angemeldet sind, können Sie Ihre aktuellen Verbindungsinformationen überprüfen, indem Sie Folgendes eingeben:
\conninfo
[secondary_label Output]
You are connected to database "sammy" as user "sammy" via socket in "/var/run/postgresql" at port "5432".
Das ist nützlich, wenn Sie eine Verbindung mit nicht standardmäßigen Datenbanken oder mit nicht standardmäßigen Benutzern vornehmen.
Schritt 6 — Erstellen und Löschen von Tabellen
Da Sie nun wissen, wie Sie eine Verbindung mit dem PostgreSQL -Datenbanksystem herstellen, können Sie einige grundlegende Postgres-Managementaufgaben lernen.
Erstellen Sie zunächst eine Tabelle zum Speichern von Daten, wie zum Beispiel eine Tabelle, die Spielplatzgeräte beschreibt.
Die grundlegende Syntax für diesen Befehl lautet wie folgt:
CREATE TABLE <^>table_name<^> (
<^>column_name1 col_type<^> (<^>field_length<^>) <^>column_constraints<^>,
<^>column_name2 col_type<^> (<^>field_length<^>),
<^>column_name3 col_type<^> (<^>field_length<^>)
);
Wie Sie sehen, geben diese Befehle der Tabelle einen Namen, definieren dann die Spalten sowie den Spaltentyp und die maximale Länge der Felddaten. Sie können auch wahlweise Beschränkungen für jede Spalte angeben.
Sie können hier mehr über das Erstellen und Verwalten von Tabellen in Postgres erfahren.
Erstellen Sie zur Veranschaulichung eine einfache Tabelle wie folgt:
CREATE TABLE playground (
equip_id serial PRIMARY KEY,
type varchar (50) NOT NULL,
color varchar (25) NOT NULL,
location varchar(25) check (location in ('north', 'south', 'west', 'east', 'northeast', 'southeast', 'southwest', 'northwest')),
install_date date
);
Mit diesen Befehlen erstellen Sie eine Tabelle, mit der Spielplatzgeräte erfasst werden. Das beginnt mit einer Geräte-ID vom Typ Serie. Der Datentyp ist eine automatisch steigende Ganzzahl. Sie haben dieser Spalte auch die Primärschlüssel-Einschränkung gegeben, was bedeutet, dass die Werte einzigartig sein müssen und nicht Null sein dürfen.
Für zwei Spalten (equip_id und install_date) geben die Befehle keine Feldlänge vor. Das liegt daran, dass für einige Spalten keine bestimmte Länge vorgegeben wird, weil die Länge durch den Typ bestimmt wird.
Die nächsten beiden Befehle erstellen Spalten für den Typ bzw. die Farbe des Geräts, die beide nicht leer sein können. Der nächste Befehl erstellt eine location-Spalte für den Standort und eine Einschränkung, die vorschreibt, dass der Wert einer von acht möglichen Werten anzeigt. Der letzte Befehl erstellt eine Datumsspalte, in der das Datum aufgezeichnet wird, an dem Sie die Geräte installiert haben.
Zeigen Sie Ihre neue Tabelle an, indem Sie Folgendes eingeben:
\d
[secondary_label Output]
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+-------------------------+----------+-------
public | playground | table | sammy
public | playground_equip_id_seq | sequence | sammy
(2 rows)
Ihre Spielplatz-Tabelle ist hier, aber Sie sehen auch etwas namens playground_equip_id_seq, das die Typen-sequence angibt. Damit wird der Serientyp angegeben, den Sie Ihrer Spalte equip_id zugeordnet haben. Damit wird die nächste Nummer in der Sequenz aufgezeichnet. Der Serientyp wird automatisch für diese Art von Spalten erstellt.
Wenn Sie nur die Tabelle, ohne die Sequenz, sehen möchten, können Sie Folgendes eingeben:
\dt
[secondary_label Output]
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+------------+-------+-------
public | playground | table | sammy
(1 row)
Schritt 7 — Hinzufügen, Abfrage und Löschen von Daten in einer Tabelle
Jetzt können Sie Daten in die Tabelle einfügen.
Sie können eine Rutschbahn und eine Schaukel hinzufügen, indem Sie die Tabelle aufrufen, der Sie diese Geräte hinzufügen möchten, die Spalten bezeichnen und dann Daten in jede Spalte eingeben, wie zum Beispiel:
INSERT INTO playground (type, color, location, install_date) VALUES ('slide', 'blue', 'south', '2017-04-28');
INSERT INTO playground (type, color, location, install_date) VALUES ('swing', 'yellow', 'northwest', '2018-08-16');
Sie sollten bei der Eingabe der Daten darauf achten, einige häufige Fehler zu vermeiden. Setzen Sie den Spaltennamen zum Beispiel nicht in Anführungszeichen, aber die Spaltenwerte müssen mit Anführungszeichen eingegeben werden.
Sie sollten auch bedenken, dass Sie keinen Wert für die Spalte equip_id eingeben dürfen. Dieser Wert wird automatisch beim Erstellen einer neuen Zeile in der Tabelle erstellt.
Sie können die hinzugefügten Informationen mit der folgenden Eingabe abrufen:
SELECT * FROM playground;
[secondary_label Output]
equip_id | type | color | location | install_date
----------+-------+--------+-----------+--------------
1 | slide | blue | south | 2017-04-28
2 | swing | yellow | northwest | 2018-08-16
(2 rows)
Hier können Sie sehen, dass Ihre equip_id erfolgreich ausgefüllt wurde und alle anderen Daten korrekt organisiert wurden.
Wenn die Rutschbahn auf dem Spielplatz beschädigt wird und Sie diese entfernen müssen, können Sie auch die Zeile aus der Tabelle entfernen, indem Sie Folgendes eingeben:
DELETE FROM playground WHERE type = 'slide';
Führen Sie eine erneute Abfrage der Tabelle durch:
SELECT * FROM playground;
[secondary_label Output]
equip_id | type | color | location | install_date
----------+-------+--------+-----------+--------------
2 | swing | yellow | northwest | 2018-08-16
(1 row)
Sie werden dann sehen, dass Ihre Rutschbahn nicht mehr länger Teil der Tabelle ist.
Schritt 8 — Hinzufügen und Löschen von Spalten aus einer Tabelle
Nach Erstellen der Tabelle können Sie diese relativ einfach ändern, um Spalten hinzuzufügen oder zu entfernen. Fügen Sie eine Spalte hinzu, um den letzten Wartungsbesuch für jedes Gerät zu zeigen, indem Sie Folgendes eingeben:
ALTER TABLE playground ADD last_maint date;
Wenn sie sich die Tabelleninformationen erneut ansehen, werden Sie sehen, dass eine neue Spalte hinzugefügt wurde (aber keine Daten eingegeben wurden).
SELECT * FROM playground;
[secondary_label Output]
equip_id | type | color | location | install_date | last_maint
----------+-------+--------+-----------+--------------+------------
2 | swing | yellow | northwest | 2018-08-16 |
(1 row)
Das Löschen einer Spalte ist ebenso einfach. Wenn Sie feststellen, dass Ihre Arbeitskräfte ein anderes Tool verwendet, um die Wartungsarbeiten aufzuzeichnen, können Sie die Spalte löschen, indem Sie Folgendes eingeben:
ALTER TABLE playground DROP last_maint;
Damit werden die Spalte last_maint und alle darin enthaltenen Werte gelöscht, aber alle anderen Daten bleiben intakt.
Schritt 9 — Aktualisieren der Daten in einer Tabelle
Bisher haben Sie gelernt, wie man einer Tabelle Einträge hinzufügen und aus ihr löschen kann, aber dieses Tutorial hat noch nicht erklärt, wie man bestehende Einträge ändern kann.
Sie können die Werte einer vorhandenen Eingabe aktualisieren, indem Sie den gewünschten Datensatz abfragen und die Spalte auf den Wert einstellen, den Sie verwenden möchten. Sie können eine Abfrage nach dem „Schaukel“-Datensatz vornehmen (damit erhalten Sie *alle* Einträge mit dem Wort Schaukel in der Tabelle) und Sie können die Farbe auf „rot“ ändern. Das könnte nützlich sein, wenn das Schaukelgerüst zum Beispiel neu lackiert werden muss:
UPDATE playground SET color = 'red' WHERE type = 'swing';
Sie können verifizieren, dass die Arbeiten erfolgreich waren, indem Sie die Daten erneut abfragen:
SELECT * FROM playground;
[secondary_label Output]
equip_id | type | color | location | install_date
----------+-------+-------+-----------+--------------
2 | swing | red | northwest | 2010-08-16
(1 row)
Wie Sie sehen, wird die Farbe der Schaukel jetzt als „rot“ angegeben.
Zusammenfassung
Sie haben jetzt PostgreSQL auf Ihrem Server Ubuntu 18.04 eingerichtet. Sie können allerdings noch *mehr *über Postgres lernen. Hier finden Sie einige Anleitungen zur Nutzung von Postgres:
