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[PostgreSql]生产级别数据库安装要考虑哪些问题？

[PostgreSql]生产级别数据库安装要考虑哪些问题？

大家好，我是字母哥(coder)!

我让公司的小伙伴写一个生产级别的PostgreSQL的安装文档，结果他和我说：“不是用一个命令就能安装好么？还用写文档么？”。我知道他想说的是这个命令：yum install postgresql-server，我也是挺无语的。要知道生产级别的应用安装方式，和自己在练习过程中安装的小玩具相比，要严谨的多，考虑的问题也更多。

  • 首先是安全问题，能不能用root安装？防火墙怎么搞？数据库打开文件以及连接数会不会超过linux默认打开文件句柄数的限制？
  • 其次是合理规划，你的数据放在哪个目录？这个目录是全公司统一的么？linux发行版不一样，软件安装目录一致么？数据目录是单独挂载磁盘么？单独挂载的磁盘做了RAID数据冗余么？
  • 然后是运维方便的问题，你是否配置了合理的环境变量，如果不配置你是不是每次执行命令都要敲全路径？是否PostgreSQL具备开机自启动功能？
  • 数据库用户是否经过合理规划，你的数据操作(增删改查)用户是否能新建表，truncat表，删除表？数据操作用户具备这些功能是不是导致人为误操作的风险增加？
  • 你的数据库安装之后，是否具备企业级的统一管理、故障监控？流程上如何申请？等等等等。

以上的这些问题，都需要写在《数据库安装手册》中，怎么会只有一个命令呢？本文只当抛砖引玉，通过安装PostgreSQL数据库，来说明一下一个完整的《数据库安装手册》该怎么写。 如果有考虑不足不全面之处，欢迎网友们补充。

一、安装包下载

要进行PostgreSQL的安装，首先我们需要先把安装包下载下来。生产环境的postgresql安装一般会使用源码编译的方式进行安装，使用源码编译的安装方式有几个好处（坏处就是相对麻烦）：

  • 公司的服务器什么型号，什么操作系统版本的都有。如果使用yum或者apt-get安装，很难统一版本，不同的操作系统发行版带的postgreSQL源是不一样的。即使搞成统一的，不同的操作系统之间也无法统一安装目录的位置、lib存放位置等。
  • postgresql源码编译的方式进行安装，可以灵活的选择我们需要安装的版本，需要哪一个版本就下载哪一个版本。而使用yum或者apt-get进行安装只能源库指定的若干版本。源码安装，我们想指定什么目录就指定什么目录，全公司所有的PostgreSQL都在这个目录，这也是规范的一种。

所以为了适应更多的场景，为了达到公司内运维统一的标准，一般生产环境会使用postgresql源码编译的方式进行安装。PostgreSql官方源码安装包的下载地址是：https://www.postgresql.org/download/


找到如上图所示的“file browser”，点击进入file browser页面，下载以“tar.gz”结尾的安装包即可。

二、必要的准备工作

需要说明的是，准备工作需要使用root用户进行操作。我们以CentOS linux发行版操作系统为例，命令如下。如若是其他的linux发行版，准备工作这一块内容操作步骤是差不多的，linux命令需要调整。

1、安装必要的编译环境

首先需要安装一些必要的依赖，PostgreSQL安装的过程需要使用到这些linux包。

yum install -y cmake make gcc zlib zlib-devel gcc-c++ perl readline readline-devel  python36 
tcl openssl ncurses-devel openldap pam flex

2、创建postgre用户

通过groupadd添加一个用户组postgres，再使用adduser命令添加一个操作系统的postgres用户，该用户的用户组是-g postgres。

groupadd postgres
adduser -g postgres postgres

adduser命令在CentOS或者RedHat发行版中，在添加操作系统用户的同时会自动新建一个该用户的主目录/home/postgres，该目录也是我们后续安装PostgreSql的主目录。该目录的权限归属于postgres组的postgres用户。

passwd postgres

新建用户之后，我们使用passwd命令修改操作系统内的postgres用户的密码。

如果你使用的是其他的linux操作系统发行版，这个目录你可能需要手动的去创建，并且手动执行命令为postgres 用户赋权。命令如下

mkdir -p /home/postgres;
chmod -R 775 /home/postgres;
chown -R postgres:postgres /home/postgres;

3、开放防火墙端口

开放防火墙，使用如下2条命令开放postgreSQL的标准端口5432的端口。其实，笔者建议安装postgreSQL的时候，不要使用这个端口，因为端口越固定，被攻击的可能性就越大。我们随机选择一个不常用的端口，安全性会更好一些，这里我还是使用标准端口了。

firewall-cmd --zone=public --add-port=5432/tcp --permanent;
firewall-cmd --reload

4.修改操作系统打开最大文件句柄数

在/etc/security/limits.conf中进行设置（需要root权限修改该文件），可添加如下两行，表示用户postgres最大打开文件描述符数的soft limit为65535，hard limit为65535。

postgres soft   nofile         65535
postgres hard   nofile        65535

该配置在关闭linux访问终端session重新登录之后生效，ulimit -n的值会变成65535 。进行这一步操作的目的是防止linux操作系统内打开文件句柄数量的限制，避免不必要的故障。

5、创建必要的目录

创建目录的时候要做好规划，下文中 /home/postgres/postgre14是我规划的postgreSql安装目录； /home/postgres/pgdata是我规划的postgreSql数据存放目录。

mkdir -p /home/postgres/{postgre14,pgdata}

这里需要注意的是， /home/postgres/pgdata这样的目录规划并不标准，这里我只是给大家做演示操作。实际上生产环境，postgreSql数据存放目录应该是服务器单独挂载的一块磁盘，与linux操作系统以及安装程序是分开的。 这样做的好处：一是方便数据备份（硬件层面或软件层面），二是操作系统出现的问题，不影响数据安全。

三、编译并安装

准备工作做好之后我们就开始真正的安装了，安装过程使用postgres用户，使用su命令从root用户切换到postgres用户。并且解压安装包，解压路径是/home/postgres。

su - postgres
tar -xzvf ./postgresql-14.4.tar.gz -C /home/postgres

解压之后的文件路径是postgresql-14.4,进入这个目录里面，我们来执行编译安装，编译安装的结果目录我们指定为/home/postgres/postgre14。最后一步make和insatll的过程比较耗时，多等一会。如果没有报错信息，我们的安装就完成了，其实也很快的，并不比yum安装方式麻烦多少。

cd  /home/postgres/postgresql-14.4
./configure --prefix=/home/postgres/postgre14
make  && make install

四、配置环境变量

安装完成之后，我们来给postgres配置一些环境变量，比如PGPORT端口、PGDATA数据目录、PGHOME安装目录、LD_LIBRARY_PATH的安装lib目录、PATH命令脚本目录。

cat >>  ~/.bash_profile <<"EOF"
export PGPORT=5432
export PGDATA=/home/postgres/pgdata
export PGHOME=/home/postgres/postgre14
export LD_LIBRARY_PATH=$PGHOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH=$PGHOME/bin:$PATH:.
EOF

配置完成之后，使用如下命令使配置生效。

 source  ~/.bash_profile

有了环境变量之后，我们的运维工作会更方便。比如：在postgres用户下我们执行命令psql就可以，就不用敲全路径了，比如：/home/postgres/postgre14/bin/psql。

五、数据库及参数初始化

数据库安装完成之后，我们需要完成一个数据库初始化工作。指定-D数据目录，-E字符编码， --locale本及语言环境，-U初始化用户信息。

$PGHOME/bin/initdb -D $PGDATA  -E UTF8 --locale=en_US.utf8 -U postgres

完成这个操作之后，数据库存在了postgres用户，数据目录PGDATA目录下面初始化了一些配置文件，比如：/home/postgres/pgdata/postgresql.conf参数文件，/home/postgres/pgdata/pg_hba.conf 用户访问权限文件。

我们来修改一下参数文件，以期望它能够适配我们的操作系统和我们的运行需求。下文中命令的含义是将EOF包含的文件内容写入/home/postgres/pgdata/postgresql.conf配置文件。

cat >> /home/postgres/pgdata/postgresql.conf <<"EOF"
listen_addresses = "*"
port=5432
logging_collector = on
log_directory = "pg_log"
log_filename = "postgresql-%a.log"
EOF
  • listen_addresses 表示postgre进程监听的网卡地址，配置*表示监听所有。
  • port服务监听端口配置
  • logging_collector=on，启动日志收集器
  • log_directory 表示日志文件在PGDATA目录下的文件夹位置。
  • log_filename表示日志文件的名称

这里只列出一些通常情况下需要修改的参数，性能调优参数就不一一列举了，我后续可能会专门写一篇PostgreSQL性能调优的文章，欢迎大家关注我！

# 数据库能够接受的最大请求连接并发数
max_connections = 100
# 数据库服务器将使用的共享内存缓冲区量。建议值：数据库独立服务器的1/4内存。
shared_buffers =1GB

基础运行参数配置完成之后，还需要配置一些访问权限。如下所示使用cat命令将EOF包含的文件内容，写入/home/postgres/pgdata/pg_hba.conf 配置文件：

cat   > /home/postgres/pgdata/pg_hba.conf << EOF
# TYPE  DATABASE    USER    ADDRESS       METHOD
local      all       all                    trust
host      all       all    0.0.0.0/0        md5
EOF
  • 第一行的内容表示local本机，all所有用户可以访问postgre的所有数据库，并且密码发送方式不需要加密(trust)。
  • 第二行的内容用于远程访问，指定了可以访问postgreSql数据库的远程用户的ip范围， 0.0.0.0/0 表示所有ip都可以。如果你希望指定ip段，可以像这样去配置192.168.3.1/24(表示的ip范围是：192.168.3.1到192.168.3.255)。md5表示数据库访问密码使用md5的加密方式发送。

六、启动数据库新建用户

完成以上的所有的操作之后，我们就可以启动数据库了，使用如下的这些命令启停数据库。

#启动命令
pg_ctl start
#重启命令
pg_ctl restart
#查看数据库运行状态
pg_ctl status
#停止数据库
pg_ctl stop

数据库启动之后，我们查看一些数据库运行的进程如下所示：

数据库启动成功，我们输入psql命令，进入数据库管理命令行

$ psql

数据库初始化的过程，新建了一个用户postgres，我们给它修改一下密码。

alter user postgres with password "你设置的密码";

一般来说，我们的程序在运行过程中，不会直接使用postgres用户，而是新建一个用户。

#新建一个用户 acai
CREATE USER acai WITH password "密码";
#新建一个数据库acaidb，属主是acai
CREATE DATABASE acaidb OWNER acai;
# 为用户acai赋权，all表示所有权限，acaidb的管理用户
GRANT all ON  DATABASE acaidb TO acai;

实际上在生产环境中，我们需要创建两个用户，一个数据库管理用户用于管理表、视图等操作；另一个是程序用户，用于操作数据库表里面的数据，完成增删改查。

CREATE USER acaiuser WITH password "********";
GRANT  update,delete,insert,select  ON  ALL TABLES IN SCHEMA public TO acaiuser;

七、开机自启动

为了让PostgreSQL在以后每次服务器重启之后，都能够自动启动，我们写一个自启动配置文件。下面的命令需要使用root用户执行

cat > /etc/systemd/system/postgre14.service <<"EOF"
[Unit]
Description=PostgreSQL database server 14.4
Documentation=man:postgres(1)
After=network.target

[Service]
Type=forking
User=postgres
Group=postgres

Environment=PGPORT=5432
Environment=PGDATA=/home/postgres/pgdata

ExecStart=/home/postgres/postgre14/bin/pg_ctl start -D ${PGDATA} -s -o "-p ${PGPORT}" -w -t 300
ExecStop=/home/postgres/postgre14/bin/pg_ctl stop -D ${PGDATA} -s -m fast
ExecReload=/home/postgres/postgre14/bin/pg_ctl reload -D ${PGDATA} -s

KillMode=mixed
KillSignal=SIGINT
TimeoutSec=120

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

执行下列命令，使得PostgreSQL数据库开机自启动脚本生效。

systemctl daemon-reload
systemctl enable postgre14

后续再启停数据库，查看数据库状态，就可以使用下面的这些命令了

systemctl start postgre14
systemctl stop postgre14
systemctl status postgre14

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