postgresql逻辑结构
一、总体认识
PostgreSQL 是一个典型的 对象-关系型数据库管理系统（ORDBMS）。
它的逻辑结构（Logical Structure） 指的是数据库中对象的组织层级与关系。
逻辑结构决定了数据在数据库层面的组织方式，与物理结构（数据文件、表空间） 相对。
📘 PostgreSQL 的逻辑结构层级关系如下：
Cluster → Database → Schema → Object（Tables, Views, Indexes, etc.）
二、逻辑结构层级总览
| 层级 | 中文名称 | 说明 |
|---|---|---|
| Cluster | 数据库集群 | PostgreSQL 服务器中所有数据库的集合 |
| Database | 数据库 | 一个逻辑的数据库单元 |
| Schema | 模式（命名空间） | 用于分类、隔离数据库对象 |
| Object | 数据库对象 | 表、视图、索引、函数、序列等 |
三、Cluster（数据库集群）
1. 概念
在 PostgreSQL 中，一个 数据库集群（Database Cluster） 是指：
- 由同一 PostgreSQL 实例（postgres 进程组）管理的 一组数据库。
换句话说，一个数据库服务器运行的实例，就是一个数据库集群。
每个集群包含：
-
全局系统数据库（如
template0,template1,postgres） -
若干用户创建的数据库
-
共享的系统表（如
pg_authid,pg_database）
2. 特点
-
一个集群由
initdb初始化； -
集群中所有数据库共享同一组用户与权限；
-
每个集群有独立的数据目录（
$PGDATA）。
3. 相关命令
初始化集群：
initdb -D /var/lib/postgresql/data
查看集群中的数据库：
\l -- 或 \list
四、Database（数据库）
1. 概念
数据库（Database）是集群中的逻辑单元，
用于存放表、视图、索引、函数等对象。
每个用户数据库都有独立的系统目录（pg_catalog）。
2. 系统默认数据库
| 数据库名 | 说明 |
|---|---|
template0 |
模板数据库，初始化时生成，不能修改 |
template1 |
新建数据库的默认模板，可修改 |
postgres |
默认交互数据库，供管理使用 |
3. 创建与删除数据库
CREATE DATABASE salesdb TEMPLATE template1 OWNER sales_admin;
DROP DATABASE salesdb;
连接数据库：
psql -d salesdb
五、Schema（模式 / 命名空间）
1. 概念
Schema（模式） 是数据库内部的逻辑分组机制，
用于组织、隔离数据库对象，防止命名冲突。
类似于操作系统中的“文件夹”，
在同一数据库内可以有多个 Schema，每个 Schema 下有各自的对象。
2. 默认模式
每个数据库都有一个默认模式：
public
所有未显式指定模式的对象，默认创建在 public 模式中。
3. 创建与使用 Schema
CREATE SCHEMA sales AUTHORIZATION sales_admin;CREATE TABLE sales.orders (order_id SERIAL PRIMARY KEY,customer TEXT,amount NUMERIC
);SET search_path TO sales; -- 设置默认搜索路径
访问指定模式下对象：
SELECT * FROM sales.orders;
4. 模式搜索路径（Search Path）
PostgreSQL 查找对象的顺序由 search_path 决定：
SHOW search_path;
-- 默认值： "$user", public
修改搜索路径：
SET search_path TO sales, public;
六、Database Objects（数据库对象）
在 Schema 中存放各种 数据库对象（Objects），常见类型如下：
| 对象类型 | 说明 |
|---|---|
| Table（表） | 存储数据的基本结构 |
| View（视图） | 基于 SQL 查询的虚拟表 |
| Materialized View（物化视图） | 带有实际数据的缓存视图 |
| Index（索引） | 加速查询的结构 |
| Sequence（序列） | 生成自增数字 |
| Function（函数） | 自定义逻辑与计算 |
| Trigger（触发器） | 事件驱动逻辑 |
| Type（类型） | 用户自定义数据类型 |
| Domain（域） | 带约束的类型 |
| Role（角色） | 用户或用户组 |
| Extension（扩展） | 模块化功能组件（如 postgis） |
示例：创建常见对象
CREATE TABLE sales.customers (id SERIAL PRIMARY KEY,name TEXT,email TEXT
);CREATE VIEW sales.active_customers AS
SELECT * FROM sales.customers WHERE email IS NOT NULL;CREATE INDEX idx_email ON sales.customers (email);
七、Schema 与权限控制
Schema 是实现数据库安全隔离的关键机制。
常见权限管理语法：
-- 授予用户访问某模式
GRANT USAGE ON SCHEMA sales TO analyst;-- 授予查询权限
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA sales TO analyst;-- 撤销权限
REVOKE ALL ON SCHEMA sales FROM analyst;
八、逻辑结构示意图
PostgreSQL Cluster
│
├── Database: postgres
│ ├── Schema: public
│ │ ├── Table: users
│ │ ├── View: active_users
│ │ └── Function: user_login_count()
│
├── Database: salesdb
│ ├── Schema: sales
│ │ ├── Table: orders
│ │ ├── Table: customers
│ │ └── View: monthly_sales
│ └── Schema: analytics
│ ├── Materialized View: sales_summary
│ └── Function: calc_growth_rate()
│
└── Database: template1
九、Cluster 与 Instance 的区别
| 名称 | 层级 | 说明 |
|---|---|---|
| Instance（实例） | 运行层 | 一组后台进程 + 内存结构（由 postgres 启动） |
| Cluster（集群） | 逻辑层 | 一个实例管理的所有数据库集合 |
👉 PostgreSQL 中的 “集群” 是逻辑概念，不是多节点分布式集群。
十、总结回顾
| 层级 | 作用 | 举例 |
|---|---|---|
| Cluster | 管理一组数据库的整体结构 | 一个 PostgreSQL 实例 |
| Database | 存放业务数据的逻辑单元 | salesdb, hrdb |
| Schema | 命名空间，防止命名冲突 | public, sales |
| Object | 具体的数据对象 | 表、视图、索引、函数 |