PostgreSQL序列:创建、管理与高效应用指南
一、引言
在PostgreSQL中,序列(Sequence)是一种用于生成唯一标识符的数据库对象。它们常常被用于为主键字段提供连续且唯一的值,特别是在创建新记录时。序列提供了一种机制,能够确保每次调用都能返回一个唯一的值,通常用于数据库表中的主键字段,以保证每条记录的唯一性。
二、序列在数据库设计中的关键作用
保证数据唯一性:序列能够生成连续的唯一值,确保每个记录都有一个唯一的标识符,这对于维护数据库数据的一致性和完整性至关重要。
简化应用开发:通过序列,应用程序可以自动获取新的唯一标识符,无需编写额外的逻辑来处理生成和分配唯一值,简化了开发过程。
易于管理和扩展:序列的创建和管理相对简单,可以根据需要调整序列的属性和行为,例如设置起始值、递增值、最大值和最小值等。
三、创建序列
使用SERIAL
或BIGSERIAL
声明字段类型
在PostgreSQL中,你可以直接在创建表的时候,使用SERIAL
或BIGSERIAL
关键字来声明一个序列。例如:
create table test(id serial,name varchar(50)
);
在上面的例子中,id
字段被声明为SERIAL
,这实际上意味着在创建表的同时,PostgreSQL会自动为你创建一个名为test_id_seq
的序列,并为id
字段设置默认值为从该序列中获取下一个值。
查看创建的表
postgres=# \d test;Table "public.test"Column | Type | Collation | Nullable | Default
--------+-----------------------+-----------+----------+----------------------------------id | integer | | not null | nextval('test_id_seq'::regclass)name | character varying(50) | | |
可以看到数据库默认给这个自增序列起了一个test_id_seq
的名字,来查一下信息:
postgres=# \d+ test_id_seqSequence "public.test_id_seq"Type | Start | Minimum | Maximum | Increment | Cycles? | Cache
---------+-------+---------+------------+-----------+---------+-------integer | 1 | 1 | 2147483647 | 1 | no | 1
Owned by: public.test.id
稍微解释一下:
-
Type
: 这是序列生成值的类型。在这个例子中,它是 integer,意味着序列生成的是整数。 -
Start
: 这是序列的起始值。在这个例子中,起始值是 1。 -
Minimum
: 这是序列可以生成的最小值。在这个例子中,最小值是 1。 -
Maximum
: 这是序列可以生成的最大值。在这个例子中,最大值是2147483647
,这是integer
类型在 PostgreSQL 中的最大值。 -
Increment
: 这是每次调用nextval
函数时,序列值增加的数量。在这个例子中,递增值是 1,意味着每次调用nextval
都会增加 1。 -
Cycles?
: 这表示序列是否应该循环。如果设置为yes
,当序列达到其最大值时,它会回到最小值并继续循环。在这个例子中,它是no
,意味着当序列达到最大值时,它不会循环,并且任何后续的nextval
调用都会返回一个错误。 -
Cache
: 这是一个缓存值,用于存储预先生成的序列值。当调用nextval
时,如果缓存中有值,它会立即返回这些值,从而提高性能。在这个例子中,缓存大小是 1,意味着每次调用 nextval 都会生成一个新值,不会从缓存中获取。 -
Owned by
: 这表示哪个表的主键字段与这个序列关联。在这个例子中,public.test.id
表示test
表的id
字段使用了这个序列作为默认值。
使用CREATE SEQUENCE语句
如果你想要更多的控制序列的行为,例如设置起始值、递增值、最大值和最小值等,或者你想给不同的字段使用同一个序列,那么可以使用CREATE SEQUENCE
语句来手动创建序列。
postgres=# create sequence test_seq;
CREATE SEQUENCE
postgres=# create table test3(id int default nextval('test_seq'));
CREATE TABLE
postgres=# \d+ test3;Table "public.test3"Column | Type | Collation | Nullable | Default | Storage | Compression | Stats target | Description
--------+---------+-----------+----------+-------------------------------+---------+-------------+--------------+-------------id | integer | | | nextval('test_seq'::regclass) | plain | | |
Access method: heap
在这个例子中,我们首先创建了一个名为test_seq
的序列,然后我们创建了一个名为test3
的表,其中的id
字段使用了这个序列作为默认值,并查看了这个表的信息,可以看到序列的信息。
这个方式创建的序列有个问题,如果关联的表被删了,这个序列还是存在的。如下例子:
postgres=# drop table test3;
DROP TABLE
postgres=# \d+ test_seq;Sequence "public.test_seq"Type | Start | Minimum | Maximum | Increment | Cycles? | Cache
--------+-------+---------+---------------------+-----------+---------+-------bigint | 1 | 1 | 9223372036854775807 | 1 | no | 1
删除test3
后还是可以看到这个序列的信息,解释一下,如果创建序列的时候没有指定序列类型,默认是bigint
的,最大值9223372036854775807
。可以使用DROP SEQUENCE test_seq;
语法删除这个序列,如果不知道哪些序列是自由序列,可以使用以下sql查询数据库中的自由序列。
SELECT ns.nspname AS schema_name,seq.relname AS seq_name
FROM pg_class AS seq
JOIN pg_namespace ns ON seq.relnamespace = ns.oid
WHERE seq.relkind = 'S' AND NOT EXISTS (SELECT 1 FROM pg_depend WHERE deptype = 'a' AND objid = seq.oid)
ORDER BY seq.relname;
序列的命名规则与约束
-
序列名称必须以字母开头,可以包含字母、数字和下划线,但不能包含空格。
-
序列名称不能与数据库中的其他对象(如表、索引等)重名。
-
序列名称可以在同一
schema
内唯一,但不同的schema
可以有相同名称的序列。 -
序列的命名应该具有描述性,以便于理解和管理。
创建带有缓存的序列
postgres=# create sequence myseq cache 10;
CREATE SEQUENCE
在这个例子中,我们创建了一个名为myseq
的序列,并设置了缓存大小为10
。这意味着当获取下一个序列值时,数据库会首先从缓存中获取,当缓存中的值用完后,再生成新的值并放入缓存。这样可以提高获取序列值的性能。
此时如果再开一个窗口登录数据库获取这个序列的下一个值,能得到11
,这是因为前面已经加载了10
个值到缓存中。
[postgres@pcp postgresql-15.8]$ psql -U postgres -p5432
psql (15.8)
Type "help" for help.postgres=# select nextval('myseq');nextval
---------11
(1 row)
序列常用方法
获取当前值:
要获取序列的当前值,你可以使用currval
函数。但是,请注意,currval
函数只有在以下情况下才有效:
- 你已经对同一序列调用了
nextval
函数。 - 你正在一个事务中,且该事务至少有一次
nextval
调用。如果以上条件不满足,currval
会返回一个错误。
示例:
postgres=# select currval('myseq');currval
---------13
(1 row)
获取下一个值:
要获取序列的下一个值,你可以使用nextval
函数。这个函数会返回序列的下一个值,并自动更新序列的当前值。
例如:
postgres=# select nextval('myseq');nextval
---------14
(1 row)
重置序列值:
在PostgreSQL中,你不能直接设置序列的当前值。但是,可以通过SETVAL
函数来重置序列的当前值。
例如:
postgres=# select setval('myseq',10);setval
--------10
(1 row)postgres=# select currval('myseq');currval
---------10
(1 row)postgres=# select setval('myseq',15);setval
--------15
(1 row)postgres=# select currval('myseq');currval
---------15
(1 row)
在数据库管理中,序列(SEQUENCE)是一个非常重要的工具,它允许我们为数据库中的表生成唯一的标识符。无论是用于标识用户的唯一ID,还是用于跟踪时间戳的序列号,序列都扮演着至关重要的角色。
通过了解如何获取序列的当前值、下一个值,以及如何设置序列的值,我们可以更好地管理和控制数据库中的唯一标识符。这样,我们可以确保在插入新数据时,每个数据项都有一个独特的标识符,从而维护数据的一致性和完整性。
总的来说,序列是数据库管理中不可或缺的一部分,它让我们能够轻松地为表生成唯一的标识符,并有效地管理数据库中的数据。通过了解序列的工作原理,我们可以更加高效地使用数据库,并确保数据的准确性和完整性。