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在你的下一個(gè)樹(shù)莓派項(xiàng)目上安裝和配置流行的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù) Postgres 并去使用它。

保存你的項(xiàng)目或應(yīng)用程序持續(xù)增加的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)是一種很好的方式。你可以在一個(gè)會(huì)話中將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)，并且在下次你需要查找的時(shí)候找到它。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)可以做到在巨大的數(shù)據(jù)集中高效地找到數(shù)據(jù)，只要告訴它你想去找什么，而不用去考慮它是如何查找的。為一個(gè)基本的 CRUD （創(chuàng)建、記錄、更新、刪除）應(yīng)用程序安裝一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是非常簡(jiǎn)單的， 它是一個(gè)很通用的模式，并且也適用于很多項(xiàng)目。

為什么 PostgreSQL 一般被為 Postgres？ 它被認(rèn)為是功能和性能***的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)。如果你使用過(guò) MySQL，它們是很相似的。但是，如果你希望使用它更高級(jí)的功能，你會(huì)發(fā)現(xiàn)優(yōu)化 Postgres 是比較容易的。它便于安裝、容易使用、方便安全， 而且在樹(shù)莓派 3 上運(yùn)行的非常好。

本教程介紹了怎么在一個(gè)樹(shù)莓派上去安裝 Postgres；創(chuàng)建一個(gè)表；寫(xiě)簡(jiǎn)單查詢；在樹(shù)莓派、PC，或者 Mac 上使用 pgAdmin 圖形用戶界面；從 Python 中與數(shù)據(jù)庫(kù)交互。

你掌握了這些基礎(chǔ)知識(shí)后，你可以讓你的應(yīng)用程序使用復(fù)合查詢連接多個(gè)表，那個(gè)時(shí)候你需要考慮的是，怎么去使用主鍵或外鍵優(yōu)化及***實(shí)踐等等。

安裝

一開(kāi)始，你將需要去安裝 Postgres 和一些其它的包。打開(kāi)一個(gè)終端窗口并連接到因特網(wǎng)，然后運(yùn)行以下命令：

sudo apt install postgresql libpq-dev postgresql-client  
 
postgresql-client-common -y 

installing postgres

當(dāng)安裝完成后，切換到 Postgres 用戶去配置數(shù)據(jù)庫(kù)：

sudo su postgres 

現(xiàn)在，你可以創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶。如果你創(chuàng)建了一個(gè)與你的 Unix 用戶帳戶相同名字的用戶，那個(gè)用戶將被自動(dòng)授權(quán)訪問(wèn)該數(shù)據(jù)庫(kù)。因此在本教程中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們將假設(shè)你使用了默認(rèn)用戶 pi 。運(yùn)行 createuser 命令以繼續(xù)：

createuser pi -P --interactive 

當(dāng)?shù)玫教崾緯r(shí)，輸入一個(gè)密碼 （并記住它）， 選擇 n  使它成為一個(gè)非超級(jí)用戶（LCTT 譯注：此處原文有誤），接下來(lái)兩個(gè)問(wèn)題選擇 y（LCTT 譯注：分別允許創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)和其它用戶）。

creating a postgres user

現(xiàn)在，使用 Postgres shell 連接到 Postgres 去創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)：   

$ psql 
 
    > create database test; 

按下 Ctrl+D 兩次從 psql shell 和 postgres 用戶中退出，再次以 pi 用戶登入。你創(chuàng)建了一個(gè)名為 pi 的 Postgres 用戶后，你可以從這里無(wú)需登錄憑據(jù)即可訪問(wèn) Postgres shell：

$ psql test 

你現(xiàn)在已經(jīng)連接到 "test" 數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前是空的，不包含任何表。你可以在 psql shell 里創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的表：

test=> create table people (name text, company text); 

現(xiàn)在你可插入數(shù)據(jù)到表中：

test=> insert into people values ('Ben Nuttall', 'Raspberry Pi Foundation'); 
 
test=> insert into people values ('Rikki Endsley', 'Red Hat'); 

然后嘗試進(jìn)行查詢：

test=> select * from people; 
 
     name      |         company          
 
---------------+------------------------- 
 
 Ben Nuttall   | Raspberry Pi Foundation 
 
 Rikki Endsley | Red Hat 
 
(2 rows) 

a postgres query

test=> select name from people where company = 'Red Hat'; 
 
     name      | company  
 
---------------+--------- 
 
 Rikki Endsley | Red Hat 
 
(1 row) 

pgAdmin

如果希望使用一個(gè)圖形工具去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，你可以使用它。 PgAdmin 是一個(gè)全功能的 PostgreSQL GUI，它允許你去創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶、創(chuàng)建和修改表、執(zhí)行查詢，和如同在電子表格一樣熟悉的視圖中瀏覽結(jié)果。psql 命令行工具可以很好地進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢，并且你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多高級(jí)用戶一直在使用它，因?yàn)樗膱?zhí)行速度很快 （并且因?yàn)樗麄儾恍枰柚?GUI），但是，一般用戶學(xué)習(xí)和操作數(shù)據(jù)庫(kù)，使用 pgAdmin 是一個(gè)更適合的方式。

關(guān)于 pgAdmin 可以做的其它事情：你可以用它在樹(shù)莓派上直接連接數(shù)據(jù)庫(kù)，或者用它在其它的電腦上遠(yuǎn)程連接到樹(shù)莓派上的數(shù)據(jù)庫(kù)。

如果你想去訪問(wèn)樹(shù)莓派，你可以用 apt 去安裝它：

sudo apt install pgadmin3 

它是和基于 Debian 的系統(tǒng)如 Ubuntu 是完全相同的；如果你在其它發(fā)行版上安裝，嘗試與你的系統(tǒng)相關(guān)的等價(jià)的命令。 或者，如果你在 Windows 或 macOS 上，嘗試從 pgAdmin.org 上下載 pgAdmin。注意，在 apt 上的可用版本是 pgAdmin3，而***的版本 pgAdmin4，在其網(wǎng)站上可以找到。

在同一臺(tái)樹(shù)莓派上使用 pgAdmin 連接到你的數(shù)據(jù)庫(kù)，從主菜單上簡(jiǎn)單地打開(kāi) pgAdmin3 ，點(diǎn)擊 new connection 圖標(biāo)，然后完成注冊(cè)，這時(shí)，你將需要一個(gè)名字（連接名，比如 test），改變用戶為 “pi”，然后剩下的輸入框留空 (或者如它們?cè)静粍?dòng)）。點(diǎn)擊 OK，然后你在左側(cè)的側(cè)面版中將發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的連接。

connect your database with pgadmin

要從另外一臺(tái)電腦上使用 pgAdmin 連接到你的樹(shù)莓派數(shù)據(jù)庫(kù)上，你首先需要編輯 PostgreSQL 配置允許遠(yuǎn)程連接：

1、 編輯 PostgreSQL 配置文件 /etc/postgresql/9.6/main/postgresql.conf ，取消 listen_addresses 行的注釋，并把它的值從 localhost 改變成 *。然后保存并退出。

2、 編輯 pg_hba 配置文件 /etc/postgresql/9.6/main/postgresql.conf，將 127.0.0.1/32 改變成 0.0.0.0/0 （對(duì)于IPv4）和將 ::1/128 改變成 ::/0 （對(duì)于 IPv6）。然后保存并退出。

3、 重啟 PostgreSQL 服務(wù)： sudo service postgresql restart。

注意，如果你使用一個(gè)舊的 Raspbian 鏡像或其它發(fā)行版，版本號(hào)可能不一樣。

edit the postgresql configuration to allow remote connections

做完這些之后，在其它的電腦上打開(kāi) pgAdmin 并創(chuàng)建一個(gè)新的連接。這時(shí)，需要提供一個(gè)連接名，輸入樹(shù)莓派的 IP 地址作為主機(jī)（這可以在任務(wù)欄的 WiFi 圖標(biāo)上懸停鼠標(biāo)找到，或者在一個(gè)終端中輸入 hostname -I 找到）。

a remote connection

不論你連接的是本地的還是遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)擊打開(kāi) Server Groups > Servers > test > Schemas > public > Tables，右鍵單擊 people 表，然后選擇 View Data > View top 100 Rows。你現(xiàn)在將看到你前面輸入的數(shù)據(jù)。

viewing test data

你現(xiàn)在可以創(chuàng)建和修改數(shù)據(jù)庫(kù)和表、管理用戶，和使用 GUI 去寫(xiě)你自己的查詢了。你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這種可視化方法比命令行更易于管理。

Python

要從一個(gè) Python 腳本連接到你的數(shù)據(jù)庫(kù)，你將需要 Psycopg2 這個(gè) Python 包。你可以用 pip 來(lái)安裝它：

sudo pip3 install psycopg2 

現(xiàn)在打開(kāi)一個(gè) Python 編輯器寫(xiě)一些代碼連接到你的數(shù)據(jù)庫(kù)：   

import psycopg2 
 
 conn = psycopg2.connect('dbname=test') 
 
 cur = conn.cursor() 
 
 cur.execute('select * from people') 
 
 results = cur.fetchall() 
 
 for result in results: 
 
     print(result) 

運(yùn)行這個(gè)代碼去看查詢結(jié)果。注意，如果你連接的是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，在連接字符串中你將需要提供更多的憑據(jù)，比如，增加主機(jī) IP、用戶名，和數(shù)據(jù)庫(kù)密碼：

conn = psycopg2.connect('host=192.168.86.31 user=pi  
 
password=raspberry dbname=test') 

你甚至可以創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)去運(yùn)行特定的查詢：   

def get_all_people(): 
 
        query = """ 
 
        SELECT 
 
            * 
 
        FROM 
 
            people 
 
        """ 
 
        cur.execute(query) 
 
        return cur.fetchall() 

和一個(gè)包含參數(shù)的查詢：   

def get_people_by_company(company): 
 
       query = """ 
 
       SELECT 
 
           * 
 
       FROM 
 
           people 
 
       WHERE 
 
           company = %s 
 
       """ 
 
       values = (company, ) 
 
       cur.execute(query, values) 
 
       return cur.fetchall() 

或者甚至是一個(gè)增加記錄的函數(shù)：   

def add_person(name, company): 
 
        query = """ 
 
        INSERT INTO 
 
            people 
 
        VALUES 
 
            (%s, %s) 
 
        """ 
 
        values = (name, company) 
 
        cur.execute(query, values) 

注意，這里使用了一個(gè)注入字符串到查詢中的安全的方法， 你不希望被 小鮑勃的桌子 害死！

Python

現(xiàn)在你知道了這些基礎(chǔ)知識(shí)，如果你想去進(jìn)一步掌握 Postgres ，查看在 Full Stack Python 上的文章。

（題圖：樹(shù)莓派基金會(huì)）