第 27 章:数据库与表结构实现 - PostgreSQL入门
在上一章,我们已经绘制好了博客系统的宏伟蓝图。现在,是时候戴上安全帽,化身“建筑工程师”,将图纸上的设计一砖一瓦地搭建成真实的数据库结构了。
这一章的目标非常明确:使用 CREATE TABLE 语句,将我们在上一章设计的所有表、列、主键、外键和约束,在 PostgreSQL 中完整地实现出来。
我们将把所有建表语句组织在一个 SQL 脚本文件中。这个文件将成为我们项目的“创世脚本”,任何一个新的开发者拿到它,都能一键创建出和我们一模一样的数据库环境。
27.1 创建数据库和 Schema
在创建表之前,我们先为我们的项目创建一个专属的数据库和一个专属的 Schema。这是一个非常好的实践,可以避免和服务器上的其他项目混淆。
第一步:创建数据库
在命令行(非 psql 环境)中执行:
createdb blog_system_db
或者在 psql 中执行:
CREATE DATABASE blog_system_db;
第二步:连接到新数据库
psql -d blog_system_db
或者在 psql 中:
\c blog_system_db
第三步:创建 Schema (可选,但推荐)
Schema 可以帮助我们更好地组织数据库内部的对象。我们可以为我们的博客应用创建一个名为 blog 的 schema。
CREATE SCHEMA blog;
之后,我们所有的表都将创建在这个 blog schema 下,比如 blog.users, blog.posts。这能有效避免和 public schema 下可能存在的其他对象(比如扩展创建的函数)产生命名冲突。
27.2 编写CREATE TABLE语句
现在,我们开始编写核心的建表脚本。我们将把所有语句放在一个文件里(比如 setup_database.sql),并按照正确的依赖顺序来创建表。
依赖顺序:被外键引用的表(如 users, tags)必须先于引用它的表(如 posts, post_tags)被创建。
setup_database.sql
-- 设置搜索路径,这样我们就不需要在每个表名前都写 "blog."
SET search_path TO blog, public;
-- =================================================================
-- 1. 用户表 (users)
-- 没有外部依赖,最先创建
-- =================================================================
CREATE TABLE users (
user_id SERIAL PRIMARY KEY,
username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
email VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE,
password_hash TEXT NOT NULL,
created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now()
);
-- 为常用查询字段添加索引
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);
-- =================================================================
-- 2. 标签表 (tags)
-- 没有外部依赖
-- =================================================================
CREATE TABLE tags (
tag_id SERIAL PRIMARY KEY,
tag_name VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE
);
-- =================================================================
-- 3. 文章表 (posts)
-- 依赖于 users 表
-- =================================================================
CREATE TABLE posts (
post_id SERIAL PRIMARY KEY,
author_id INT NOT NULL,
title VARCHAR(200) NOT NULL,
content TEXT,
created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(),
CONSTRAINT fk_posts_author
FOREIGN KEY (author_id)
REFERENCES users(user_id)
ON DELETE CASCADE -- 如果用户被删除,他的所有文章也一并删除
);
-- 为常用查询字段添加索引
CREATE INDEX idx_posts_author_id ON posts(author_id);
-- =================================================================
-- 4. 评论表 (comments)
-- 依赖于 users 表和 posts 表
-- =================================================================
CREATE TABLE comments (
comment_id SERIAL PRIMARY KEY,
post_id INT NOT NULL,
author_id INT NOT NULL,
content TEXT NOT NULL,
created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(),
CONSTRAINT fk_comments_post
FOREIGN KEY (post_id)
REFERENCES posts(post_id)
ON DELETE CASCADE, -- 如果文章被删除,它的所有评论也一并删除
CONSTRAINT fk_comments_author
FOREIGN KEY (author_id)
REFERENCES users(user_id)
ON DELETE CASCADE -- 如果用户被删除,他的所有评论也一并删除
);
-- 为常用查询字段添加索引
CREATE INDEX idx_comments_post_id ON comments(post_id);
CREATE INDEX idx_comments_author_id ON comments(author_id);
-- =================================================================
-- 5. 文章-标签关联表 (post_tags)
-- 多对多关系的中间表,依赖于 posts 和 tags
-- =================================================================
CREATE TABLE post_tags (
post_id INT NOT NULL,
tag_id INT NOT NULL,
CONSTRAINT fk_post_tags_post
FOREIGN KEY (post_id)
REFERENCES posts(post_id)
ON DELETE CASCADE, -- 文章删除时,关联关系也删除
CONSTRAINT fk_post_tags_tag
FOREIGN KEY (tag_id)
REFERENCES tags(tag_id)
ON DELETE CASCADE, -- 标签删除时,关联关系也删除
-- 复合主键,保证 (文章ID, 标签ID) 的组合是唯一的
PRIMARY KEY (post_id, tag_id)
);
代码解读与最佳实践
- SET search_path TO blog, public;: 这是一个非常有用的小技巧。它告诉 PostgreSQL,当遇到一个没有指定 schema 的对象名时,请先去 blog schema 里找,如果找不到,再去 public schema 里找。这样,我们就可以直接写 CREATE TABLE users 而不是 CREATE TABLE blog.users 了。
- 命名约束 (CONSTRAINT constraint_name ...): 我们为所有的外键约束都明确地起了名字(如 fk_posts_author)。这是一个非常好的习惯!当数据库因为违反约束而报错时,它会直接告诉你哪个名字的约束出了问题,这对于调试非常有帮助。
- ON DELETE CASCADE: 我们在所有外键上都使用了级联删除。这意味着:
- 如果一个用户被删除了,他发表的所有文章、所有评论都会被自动删除。
- 如果一篇文章被删除了,它的所有评论、以及它和标签的所有关联关系都会被自动删除。
这符合我们这个博客系统的业务逻辑。 - 复合主键: 在 post_tags 表中,我们使用 PRIMARY KEY (post_id, tag_id) 创建了一个复合主键。这不仅保证了每一行都是唯一的,还自动为这两个列的组合创建了一个高效的 B-Tree 索引,对于查询非常有利。
- 创建索引: 除了主键和唯一约束自动创建的索引外,我们还为那些将频繁用于 JOIN 或 WHERE 子句的“外键”列(如 posts.author_id, comments.post_id)手动创建了索引。这对于提升查询性能至关重要。
如何执行脚本?
将上面的所有代码保存到一个名为 setup_database.sql 的文件里。然后,在你的命令行中,使用 psql 来执行它:
psql -U your_username -d blog_system_db -f setup_database.sql
- -f setup_database.sql: 告诉 psql 从指定的文件中读取并执行命令。
执行完毕后,你可以用 \c blog_system_db 连接进去,然后用 \dt (显示 blog schema 下的表) 和 \d table_name 来检查我们创建的表、索引和约束是否都已正确就位。
本章小结
成就感满满!我们已经成功地将设计蓝图转化为了一个结构完整、规则严谨、关系清晰的数据库。
- 我们学会了如何组织一个结构化的建表脚本。
- 实践了 CREATE TABLE 的各种高级用法,包括主键、外键、唯一、非空、默认值等约束。
- 理解了为约束命名和为外键创建索引等最佳实践。
我们的博客系统现在已经有了坚实的“骨架”。虽然里面还没有任何数据,但这个骨架已经准备好承载我们未来的所有内容了。
在最后一章,我们将为这个骨架注入灵魂。我们将模拟博客系统的日常操作,编写核心功能的 SQL 查询,比如用户注册、发表文章、查询文章列表等等。准备好让你的数据库“活”起来了吗?我们最终章见!