資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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PostgreSQL為優秀的開放原始碼關聯式資料庫管理係統，本書揭示PostgreSQL查詢引擎運行原理和實現技術細節。

　　其中包括：基礎資料結構；SQL詞法語法分析及查詢語法樹；查詢分析及查詢重寫；子連接及子查詢處理；查詢訪問路徑創建；查詢計畫生成，等等。以深入淺齣的方式討論每個主題並結閤基礎資料結構、圖錶、原始碼等對所討論的主題進行詳細分析，以使讀者對PostgreSQL查詢引擎的運行機製及實現細節能有全麵且深入的認識。

本書特色

　　‧加快資料庫開發人員對PostgreSQL查詢引擎的學習過程
　　‧減少相關人員在原始程式學習中的迷惑
　　‧想一窺查詢引擎究竟的DBA們提供一個相互學習的機會和通道
 

好的，以下是根據您提供的書名《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》的反嚮構想，為您撰寫的一份不包含該書內容的詳細圖書簡介，專注於描述其他數據庫技術或編程主題，力求詳盡且自然流暢。 --- 圖書簡介：大數據時代的數據治理與彈性架構設計：從NoSQL到雲原生實踐 作者： [此處可填入虛構的作者姓名，例如：李明、王芳] 齣版信息： [此處可填入虛構的齣版社及年份，例如：矽榖科技齣版社，2024年] 字數預估： 約1500字（本簡介旨在詳細描述本書涵蓋的廣泛主題） --- 導言：數據洪流中的戰略抉擇 在當今數字經濟的浪潮中，數據已成為驅動創新的核心資産。然而，伴隨海量數據增長而來的，是對數據存儲、處理、安全和治理的嚴峻挑戰。本書並非聚焦於任何單一的傳統關係型數據庫的底層源碼剖析，而是將目光投嚮一個更為宏大且迫切的議題：如何在復雜多變的技術棧中，構建一套適應未來十年需求的彈性、高性能、高可靠性的數據架構。 我們將係統性地探討從數據采集到最終價值提取過程中的關鍵決策點和最佳實踐，旨在培養讀者從“數據使用者”嚮“數據架構戰略師”的轉變。 第一部分：超越關係模型的藩籬——新範式下的數據選型與權衡 本部分深入剖析瞭非關係型數據庫（NoSQL）生態係統的多樣性及其在特定業務場景下的應用哲學。我們將詳細拆解不同NoSQL類型的內在機製，而非停留在錶麵API的調用層麵。 1. 鍵值存儲（Key-Value Stores）的極緻性能探秘： 我們將剖析Redis等主流鍵值存儲在內存管理、持久化策略（如AOF與RDB的取捨）以及集群伸縮性方麵的底層設計思路。重點討論如何通過精心設計的Key結構和過期策略，最大化緩存命中率，並深入探討在分布式環境中實現一緻性與可用性的CAP理論權衡。此部分強調的是I/O性能的極限優化，而非SQL執行器的內部流程。 2. 文檔數據庫的靈活性與演化管理： 對於MongoDB等文檔型數據庫，我們將關注其BSON數據模型的優勢與陷阱。重點內容包括：嵌入式文檔與引用的設計哲學對比、索引策略在文檔模型下的特殊考量（如多鍵索引、稀疏索引），以及在Schemaless環境下如何通過Schema演化策略來保證數據模型的長期可維護性，規避“一味靈活”帶來的維護噩夢。 3. 圖數據庫與復雜關係推理： 本章將全麵介紹圖數據庫（如Neo4j）如何通過其專有的圖數據模型（節點、關係、屬性）解決傳統關係型數據庫在處理多跳關係查詢時的性能瓶頸。我們將側重於圖算法的實際應用，例如PageRank在社交網絡分析中的落地，以及如何設計高效的Schema來支持復雜的路徑遍曆查詢。 4. 列式存儲與實時分析： 著重分析ClickHouse、Hadoop生態中的列式存儲技術（如Parquet、ORC）為何在OLAP場景中展現齣壓倒性優勢。內容將圍繞列存的優勢（壓縮比、謂詞下推、嚮量化執行）展開，指導讀者在構建數據倉庫或實時分析平颱時，做齣正確的存儲介質選擇。 第二部分：分布式數據一緻性與事務模型升級 現代應用對數據的要求早已超越瞭單機ACID的範疇。本部分將重點討論分布式係統下的數據一緻性模型和事務處理機製。 1. BASE原則的實踐與陷阱： 詳細闡述BASE（Basically Available, Soft state, Eventual consistency）理論在海量讀寫場景下的應用，分析最終一緻性可能導緻的業務風險點，並提供在不同業務場景下（如電商訂單、金融對賬）降級策略和補償機製的設計藍圖。 2. 新一代分布式事務協議： 我們將深入解析Saga模式、TCC（Try-Confirm-Cancel）等補償性事務方案的實際部署流程與復雜度。對比這些模型與傳統兩階段提交（2PC）的優劣，並指導讀者如何根據係統延遲要求和數據敏感度，選擇最閤適的分布式事務解決方案。 3. 數據分區與負載均衡： 探討主流數據庫集群（包括非關係型集群）如何實現數據分片（Sharding）。內容涵蓋一緻性哈希、Range Partitioning等技術的實現細節，以及如何設計動態再平衡機製，以應對業務流量的自然增長和業務熱點的轉移，確保集群的平滑伸縮性。 第三部分：雲原生時代的數據庫部署與運維自動化 將數據服務遷移到雲端是不可逆的趨勢。本書的後半部分聚焦於如何利用現代DevOps工具鏈和雲基礎設施，實現數據庫服務的彈性供給和高效運維。 1. 容器化與基礎設施即代碼（IaC）： 詳細講解如何使用Docker和Kubernetes（K8s）管理數據庫服務。重點是Operator模式的設計思想，如何通過K8s Operator實現數據庫的自動故障轉移、版本升級和備份恢復的聲明式管理，從而將DBA從重復性勞動中解放齣來。 2. 數據庫即服務（DBaaS）的底層實現考量： 分析主流雲服務商提供的DBaaS服務背後的技術棧選擇。探討自建類DBaaS平颱時，需要在存儲層、計算層和控製平麵進行哪些關鍵的技術選型與集成工作，特彆是如何實現跨可用區的RPO/RTO目標。 3. 性能監控與可觀測性： 本書強調的不是特定SQL的執行計劃分析，而是全棧的可觀測性。我們將指導讀者如何集成Prometheus/Grafana等工具，構建基於指標（Metrics）、日誌（Logs）和分布式追蹤（Traces）的統一監控體係，快速定位跨服務邊界的性能瓶頸，實現“從用戶請求到磁盤寫入”的全鏈路透視。 結語：數據架構師的長期視野 本書旨在提供一套全麵的、超越特定數據庫內核的技術視野。通過對多樣化數據存儲範式、分布式共識協議以及雲原生部署哲學的係統性梳理，讀者將建立起評估和設計現代數據係統的全局觀。我們期望讀者能夠掌握的，是如何在麵對新技術湧現時，依然能基於堅實的架構原理，為企業的數據戰略做齣最穩健、最富前瞻性的決策。 ---

01 PostgreSQL概述
1.1 概述
1.2 查詢敘述最佳化
1.3 建立查詢計畫
1.4 小結

02 基錶資料結構
2.1 概述
2.2 資料結構
2.3 小結
2.4 思考

03 查詢分析
3.1 概述
3.2 問題描述
3.3 詞法分析和語法分析（Lex&Yacc）
3.4 抽象查詢語法樹AST
3.5 查詢分析
3.6 查詢重寫
3.7 小結
3.8 思考

04 查詢邏輯最佳化
4.1 概述
4.2 前置處理
4.3 查詢最佳化中的資料結構
4.4 查詢最佳化分析

05 查詢實體最佳化
5.1 概述
5.2 所有可行查詢存取路徑組成函數make_one_rel
5.3 小結
5.4 思考

06 查詢計畫的産生
6.1 查詢計畫的産生
6.2 産生查詢計畫—create_plan/create_plan_recurse
6.3 查詢計畫的閱讀
6.4 小結
6.5 思考

07 其他函數與基礎知識
7.1 AND/OR規範化
7.2 常數運算式的處理—eval_const_expressions
7.3 Relids的相關函數
7.4 List 的相關函數
7.5 中繼資料錶Meta Table
7.6 查詢引擎相關參數設定

前言

　　隨著行動使用者的高速發展，「資料」已成為當今最寶貴的資源；誰掌握瞭資料，誰就掌握瞭無盡的寶藏。而如何有效地管理這些巨量資料則成為擺在人們麵前的首要問題。從電腦齣現以來，人們便孜孜不倦地追求著高效管理資料的辦法，IBM的System R，U.C. Berkeley PostgreSQL以及OracleMySQL的誕生，無一不錶明人們對於高效、快速的資料管理的不懈追求。

　　雖然Oracle、MySQL廣泛應用於國內外各大網際網路公司的基礎架構中，但作為另一款優秀的開放原始碼關聯式資料庫，PostgreSQL同樣也獲得瞭各大網際網路公司的持續關注；另外隨著大數據平颱對SQL標準支援的日益豐富，SQL on Hadoop的各種解決方案如雨後春筍般湧現，例如Hadoop Hive、Facebook Presto、Cloudera Impala等，這些SQL on Hadoop解決方案無一例外地需要一個錶現優異的SQL查詢引擎的支援。

　　作為資料庫的大腦，查詢引擎的優劣直接決定瞭資料庫管理係統的好壞。不同的查詢引擎對相同查詢敘述的處理策略可能截然不同，而其導緻的執行效率也差彆很大，少則相差數倍，多則數百倍。因此，認真地分析設計優秀的查詢引擎並學習其查詢最佳化方法可以使我們能夠以「巨人肩膀之上」的方式來提升我們自己資料庫産品的查詢效率。

　　PostgreSQL為優秀的開放原始碼關聯式資料庫管理係統，其來自U.C.Berkeley，帶有濃鬱的學術氣息，資料庫相關理論貫穿於整個PostgreSQL的設計和實現中，尤以查詢引擎更甚。目前，無論中文或是英文資料，對PostgreSQL查詢引擎的介紹非常缺乏，僅有的相關資料不是限於整體架構性的介紹，就是粗淺的概述性描述。對PostgreSQL查詢引擎中較多的實現及其相對應的理論基礎並無較為深入的說明，這使得很多相關核心開發人員初次閱讀查詢引擎原始程式時存在許多的學習睏難和疑點。舉例來說，查詢引擎在子連結處理時的理論依據；Lateral Join的處理方法；限製條件下推時需滿足的條件；選擇率對查詢計畫的影響等。而這也正是作者最初在閱讀PostgreSQL查詢引擎原始程式時所經曆過的迷惑和不解。

　　本書的寫作初衷正是為瞭加快資料庫開發人員對PostgreSQL查詢引擎的學習過程以及減少相關人員在原始程式學習中的迷惑，同時本書也為那些想一窺查詢引擎究竟的DBA們提供一個相互學習的機會和通道，無論你是MySQL DBA 或是Oracle DBA。

　　讀者定位

　　本書嘗試以一種全新的角度列齣對PostgreSQL查詢引擎的分析，筆者作為一名資料庫核心開發人員，瞭解核心開發人員關注的重點是什麼。因此，本書以一位核心開發人員和架構師的角度來探討如何設計並完成一個資料庫查詢引擎；資料庫查詢引擎在設計和實現過程中需要考慮哪些問題，又透過什麼樣的途徑和方法來解決這些問題。舉例來說，如何以資料結構來錶示一條SQL查詢敘述？如何將SQL查詢最佳化理論應用到查詢引擎的實現中？相信讀者在閱讀本書後，能産生同樣的思考。

　　本書主要針對的受眾：首先是資料庫核心開發人員。無論你是MySQL開發人員還是PostgreSQL開發人員，亦或是Infomix開發人員。一個優秀的查詢引擎總是值得你花費一定的時間和精力進行研究並學習其設計和實現中的精華。其次，資料庫DBA們同樣也值得花費一定的時間和精力來閱讀和研究查詢引擎原始程式，所謂知彼知己，百戰百勝。隻有更進一步地瞭解核心中的理論基礎和實現機製，我們纔可能管理好資料庫。最後，對於那些對資料庫核心實現有興趣的相關人員，無論您是經驗豐富的老手還是初齣茅廬的新手，我想本書也能夠為想要瞭解PostgreSQL查詢引擎的實現內幕的您提供一絲幫助。同樣，對於高年級的大學生或是低年級的所究所學生，相信本書也可作為您學習資料庫理論的有益補充。

　　當然，您在閱讀本書之前還需要有一些必要的知識：對SQL標準有必要的認識和瞭解；瞭解資料庫原理中的相關基本概念，例如查詢計畫、索引等；C/C++程式設計知識等。

　　章節編排

　　第1章以如何瞭解並執行查詢敘述為例，綜閤性地描述PostgreSQL查詢引擎包含的相關模組以及各個模組的功能。

　　第2章從核心開發人員的角度齣發重點介紹描述一條SQL查詢敘述需要的相關資料結構。

　　第3章主要討論對一條SQL查詢敘述的識彆以及相關知識，並以此為基礎重點討論將該字串形式的SQL查詢敘述轉為查詢樹的過程。

　　第4章將以第3章中所獲得的查詢樹為基礎，討論如何對該查詢樹進行查詢邏輯最佳化。舉例來說，對SubLinks的最佳化處理，對SubQueries的處理，對運算式的最佳化，對限製條件的處理，對Lateral Join的處理，等等。

　　第5章以查詢中有關的基底資料錶的物理參數為基礎，依據查詢代價來計算查詢敘述的最佳查詢存取路徑的方法，並對實體最佳化中使用的相關技術和理論基礎進行詳細的討論和分析。舉例來說，所有可行查詢存取路徑的求解策略，多錶連接的處理策略，索引建立和選擇的策略，實體代價相關參數的分析，等等。

　　第6章以第5章中所獲得的最佳查詢存取路徑為基礎，重點討論如何依據該查詢存取路徑建置執行引擎所需的查詢計畫。舉例來說，順序掃描查詢計畫的建置，連接關係查詢計畫建置等。

　　第7章主要分析我們在原始程式閱讀過程中遇到的一些重要輔助函數。

　　錯誤說明

　　由於筆者水準有限，本書中可能存在一定的錯誤，例如筆誤、瞭解錯誤等，對於本書中齣現的錯誤，讀者可以在www.leehao.org中查詢該錯誤的勘誤資訊，或發送郵件至hom.lee@hotmail.com與作者聯係。筆者非常希望能夠與讀者共同進步，推動資料庫核心開發人員對PostgreSQL查詢引擎的認識。相比MySQL而言，PostgreSQL的相關資料非常少，而專門介紹PostgreSQL查詢引擎之類的資料則更加少，而這也是本書成書的原因。

　　學習資料

　　原始程式碼作為最好的學習資料，應該永遠值得我們認真對待和重視，本書所有分析均基於PostgreSQL 9.4.1版本。讀者可以在github.com/postgres/postgres中下載最新原始程式。當然，最新版本的原始程式可能與本書討論中列齣的原始程式有所不同，但這並不影響我們對主題問題的討論。

　　為瞭解最新特性或想參與PostgreSQL核心開發，讀者可以訂閱PostgreSQL郵寄清單，其中包含開發人員郵寄清單、當地語係化相關郵寄清單、相關Bugs郵寄清單等。

　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-cluster-hackers/叢集相關核心開發人員郵寄清單；
　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-committers/核心commiters 郵寄清單，為核心日常技術問題討論，讀者可從中瞭解核心commiters的最新動態；
　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-hackers/核心開發人員郵寄清單；
　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-interfaces/相關介麵討論郵寄清單，例如odbc、jdbc等；
　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-docs/相關文件郵寄清單；
　　■ www.postgresql.org/list/pgsql-bugs/相關bugs郵寄清單。

　　相關郵寄清單並不限於上述幾種， 實際內容還請讀者參考www.postgresql.org/list/中列齣的詳細資訊。

　　緻謝

　　本書在撰寫過程中獲得瞭許多朋友的關心和幫助。首先，感謝北大方正資訊産業集團基礎軟體中心（上海）的同伴們：王博、王鑫、蔣燦、彭川、羅正海、黃誠一、劉慧娟、何奇、劉鈺，等等。正是他們的鼓勵和幫助，我纔有完成本書的勇氣和動力。同時，還要感謝基礎軟體中心（上海）關健和陳敏敏兩位主管。

　　騰訊TDSQL技術專傢趙偉、Oracle MySQL技術專傢賴錚閱讀瞭本書的書稿並列齣瞭許多具有洞察力的建議和意見。兩位專傢作為我的好友，其毋庸置疑的技術能力和為人、做事一直是我前進路上的榜樣。在此，對二位的鼓勵錶示真摯的感謝。

　　由書稿到鉛字齣版，離不開本書的責任編輯博文視點陳曉猛編輯的辛勤工作。無論從本書主題、版式風格，到稿件的修改等諸多方麵，在此錶示衷心感謝。

　　同樣要對我成長路上的諸多師長和同學及友人錶達最衷心的感謝，正是他們的諄諄教誨和陪伴，我纔可以自由地追逐夢想。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對 PostgreSQL 內部機製充滿好奇的開發者，一直在尋找能夠帶我深入瞭解其“黑箱”的書籍。《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》這本書，正如其名，為我打開瞭一扇通往 PostgreSQL 核心的大門。作者並沒有簡單地羅列代碼，而是對關鍵模塊進行瞭深入的剖析，並輔以大量的圖示和解釋，使得復雜的源碼不再令人望而生畏。我尤其對書中關於查詢規劃器如何生成執行計劃的講解印象深刻，這讓我能夠更清晰地理解為什麼 PostgreSQL 會選擇某種特定的執行策略，從而更好地進行 SQL 優化。這本書的價值在於它能夠幫助開發者構建起對 PostgreSQL 的整體認知框架，從而更有效地利用和擴展這個強大的數據庫係統。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在數據庫領域摸爬滾打多年的老兵，我始終在尋找能真正觸及 PostgreSQL 核心，讓我理解“為什麼”而非僅僅“怎麼做”的書籍。當我在書店看到《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》時，內心的激動難以言錶。這不僅僅是一個書名，更像是一條通往更高境界的承諾。我迫不及待地翻閱，那些密密麻麻的 C 語言代碼，以及對每個函數、每個模塊的深入剖析，讓我看到瞭 PostgreSQL 強大的生命力所在。這本書並非麵嚮初學者，它需要讀者對 C 語言有一定的基礎，對數據庫原理有一定的認知。然而，對於那些渴望擺脫“調參工”身份，真正成為數據庫架構師、性能優化專傢的人來說，這絕對是一筆寶貴的財富。我尤其期待書中關於查詢優化器、存儲引擎以及並發控製機製的詳細講解，我相信這將是我職業生涯中的一個重要轉摺點。

评分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛接觸 PostgreSQL 不久的技術小白，原本以為自己隻能停留在 CRUD 的層麵，但《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》這本書的齣現，徹底改變瞭我的想法。雖然一開始被那些 C 語言代碼嚇到，但書中循序漸進的講解，以及作者深入淺齣的比喻，讓我逐漸看到瞭 PostgreSQL 的內在邏輯。特彆是關於索引實現原理的部分，讓我茅塞頓開，原來 B-tree 結構在數據庫中是如此巧妙的應用。這本書不僅僅是代碼的羅列，更是作者將自己多年經驗和思考凝結而成的精華。我驚喜地發現，即使我不是 C 語言的專傢，也能從中學到很多寶貴的知識，理解 PostgreSQL 在底層是如何工作的。這本書讓我看到瞭更廣闊的天地，也燃起瞭我深入學習數據庫技術的決心。

评分☆☆☆☆☆

作為一名曾經的學生，我在大學時接觸過一些數據庫理論，但始終感覺理論與實踐之間存在一道鴻溝。《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》這本書，恰恰填補瞭我的這一認知空白。它將抽象的數據庫概念，通過具體的 C 語言代碼實現，變得生動形象。我開始理解，原來我們平時使用的 SQL 語句，在 PostgreSQL 內部是如何被一步步解析、優化，最終轉化為高效的機器指令的。書中對事務隔離級彆、鎖機製的源碼分析，更是讓我對數據一緻性和並發控製有瞭更深刻的認識。這本書不僅是一本技術書籍，更是一本能夠激發思考、啓迪智慧的指南，讓我對數據庫技術産生瞭全新的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

對於我們這種長期從事 PostgreSQL 開發和運維的團隊來說，維護一個穩定高效的數據庫係統是我們的核心任務。《資料庫高手昇華必經道路：解析PostgreSQL原始程式碼》這本書提供瞭一個絕佳的視角，讓我們能夠從源碼層麵去理解 PostgreSQL 的行為。在遇到一些棘手的性能瓶頸或者疑難雜癥時，這本書能夠成為我們調試和排查問題的利器。作者對於各個模塊的剖析，如 WAL 寫入、MVCC 實現、以及後颱進程的工作機製，都充滿瞭真知灼見。我們團隊已經計劃將這本書作為內部的學習資料，相信通過深入研究，我們的團隊整體技術水平將得到顯著提升，能夠更從容地應對各種復雜的數據庫挑戰。