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PostgreSQL面试题及详细答案120道（61-80）

news 2025/8/8 5:56:01

《前后端面试题》专栏集合了前后端各个知识模块的面试题，包括html，javascript，css，vue，react，java，Openlayers，leaflet，cesium，mapboxGL，threejs，nodejs，mangoDB，MySQL，Linux… 。

前后端面试题-专栏总目录

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文章目录

  • 一、本文面试题目录
      • 61. 事务提交（COMMIT）与回滚（ROLLBACK）的底层原理是什么？
      • 62. 什么是savepoint（保存点）？如何在事务中使用保存点？
      • 63. 高并发场景下，如何优化事务的响应速度？
      • 64. 解释MVCC中事务ID（XID）的作用，XID wraparound问题如何解决？
      • 65. 如何监控数据库的锁等待情况？使用哪些系统视图（如pg_locks）？
      • 66. 常用的备份方式有哪些？pg_dump与pg_basebackup的区别是什么？
      • 67. 如何实现数据库的定时备份？备份文件如何验证有效性？
      • 68. 写出使用pg_restore恢复数据库的命令，如何只恢复特定表或数据？
      • 69. 什么是WAL归档？如何配置WAL归档实现时间点恢复（PITR）？
      • 70. 数据库恢复过程中，如何处理索引和约束的重建？
      • 71. 简述VACUUM的作用，VACUUM与VACUUM FULL的区别是什么？
      • 72. 如何配置自动清理（Autovacuum）？自动清理的触发条件是什么？
      • 73. 什么是数据库的统计信息？如何更新统计信息（ANALYZE）？
      • 74. 如何查看数据库的连接数、活跃会话？如何限制最大连接数？
      • 75. 写出检查并修复表数据一致性的方法，如使用pg_checksums。
      • 76. 如何迁移数据库（如从低版本迁移到高版本）？迁移前需做哪些准备？
      • 77. 数据库日志（如pg_log）包含哪些信息？如何配置日志级别和轮转策略？
      • 78. 如何监控表的增长趋势？使用哪些工具或SQL语句？
      • 79. 什么是表碎片？如何检测和清理表碎片？
      • 80. 备份文件的存储策略有哪些？如何确保备份的安全性（如加密、异地存储）？
  • 二、120道面试题目录列表

一、本文面试题目录

61. 事务提交（COMMIT）与回滚（ROLLBACK）的底层原理是什么？

COMMIT原理：

  1. WAL写入：将事务日志（WAL）写入磁盘，确保持久性。
  2. 事务状态更新：在pg_clog（事务提交日志）中标记事务为“已提交”。
  3. 释放锁：释放事务持有的所有行锁和表锁。
  4. 客户端响应：向客户端返回成功信号。

ROLLBACK原理：

  1. 撤销操作：通过WAL日志中的回滚记录（undo information）撤销未完成的变更。
  2. 释放锁：立即释放所有锁，无需等待WAL写入。
  3. 状态更新：在pg_clog中标记事务为“已回滚”。

62. 什么是savepoint（保存点）？如何在事务中使用保存点？

保存点：
事务中的中间标记点，允许部分回滚而不影响整个事务。

示例：

BEGIN;
INSERT INTO users (name) VALUES ('Alice');
SAVEPOINT sp1;
INSERT INTO users (name) VALUES ('Bob');
ROLLBACK TO sp1;  -- 回滚到保存点，Bob记录被撤销
INSERT INTO users (name) VALUES ('Charlie');
COMMIT;  -- 最终提交Alice和Charlie

应用场景：

  • 复杂事务中的部分重试。
  • 分阶段提交（如金融交易中的预授权）。

63. 高并发场景下，如何优化事务的响应速度？

优化方法：

  1. 减少事务持有锁的时间：
    -- 低效：长事务
BEGIN;
SELECT * FROM orders WHERE status = 'pending' FOR UPDATE;
-- 执行耗时操作（如调用外部API）
COMMIT;-- 高效：短事务
BEGIN;
UPDATE orders SET status = 'processing' WHERE id = $id;
COMMIT;
-- 异步处理业务逻辑
  2. 降低隔离级别：
    SET SESSION CHARACTERISTICS AS TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
  3. 批量操作：
    -- 单次提交执行多个操作
UPDATE users SET points = points + 10 WHERE user_id IN (1,2,3,4,5);
  4. 优化查询计划：
    ANALYZE users;  -- 更新统计信息

64. 解释MVCC中事务ID（XID）的作用，XID wraparound问题如何解决？

XID作用：

  • 每个事务分配唯一的32位无符号整数XID。
  • 元组通过xmin（创建事务）和xmax（删除/更新事务）标记可见性。

XID wraparound问题：

  • 当XID接近最大值（约40亿）时，新事务可能获得比旧事务更小的XID，导致可见性判断错误。

解决方案：

  1. 定期冻结元组：
    VACUUM (FREEZE) large_table;  -- 冻结元组的XID
  2. 监控XID使用：
    SELECT datname, age(datfrozenxid) FROM pg_database;  -- 检查各库XID年龄
  3. 设置自动冻结阈值：
    autovacuum_freeze_max_age = 200000000  -- 自动VACUUM FREEZE的阈值

65. 如何监控数据库的锁等待情况？使用哪些系统视图（如pg_locks）？

监控方法：

  1. 当前锁状态：
    SELECT l.pid, a.usename, a.query, l.mode, l.granted, age(now(), a.query_start) AS query_age
FROM pg_locks l 
JOIN pg_stat_activity a ON l.pid = a.pid 
WHERE NOT l.granted;  -- 仅显示等待中的锁
  2. 锁等待关系：
    SELECT blocked_locks.pid AS blocked_pid,blocked_activity.usename AS blocked_user,blocking_locks.pid AS blocking_pid,blocking_activity.usename AS blocking_user,blocked_activity.query AS blocked_query,blocking_activity.query AS blocking_query
FROM pg_catalog.pg_locks blocked_locks
JOIN pg_catalog.pg_stat_activity blocked_activity ON blocked_locks.pid = blocked_activity.pid
JOIN pg_catalog.pg_locks blocking_locks ON blocked_locks.locktype = blocking_locks.locktypeAND blocked_locks.database IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.databaseAND blocked_locks.relation IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.relationAND blocked_locks.page IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.pageAND blocked_locks.tuple IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.tupleAND blocked_locks.virtualxid IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.virtualxidAND blocked_locks.transactionid IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.transactionidAND blocked_locks.classid IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.classidAND blocked_locks.objid IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.objidAND blocked_locks.objsubid IS NOT DISTINCT FROM blocking_locks.objsubidAND blocked_locks.pid != blocking_locks.pid
JOIN pg_catalog.pg_stat_activity blocking_activity ON blocking_locks.pid = blocking_activity.pid
WHERE NOT blocked_locks.granted;

66. 常用的备份方式有哪些？pg_dump与pg_basebackup的区别是什么？

备份方式：

  1. 逻辑备份（pg_dump）：导出SQL命令或文本格式。
  2. 物理备份（pg_basebackup）：复制数据文件。
  3. WAL归档：连续归档预写日志。

区别：

特性pg_dumppg_basebackup
备份类型逻辑备份（SQL语句）物理备份（数据文件）
恢复粒度表/模式级全库级
备份期间可用性可读可写（低锁级别）需归档WAL（流式复制）
备份速度慢（需解析数据）快（直接复制文件）
压缩选项支持（-Z参数）不支持（需外部压缩）
适用场景小规模数据、跨版本迁移大规模数据、时间点恢复

67. 如何实现数据库的定时备份？备份文件如何验证有效性？

定时备份：

  1. Cron任务：
    0 2 * * * pg_dump -U postgres -d mydb -F c -f /backup/mydb_$(date +\%Y\%m\%d).dump
  2. pgBackRest（推荐工具）：
    pgbackrest --stanza=main backup

验证方法：

  1. 恢复测试：
    pg_restore -l /backup/mydb.dump  # 列出备份内容
pg_restore -d testdb /backup/mydb.dump  # 恢复到测试库
  2. 校验和检查：
    sha256sum -c /backup/mydb.dump.sha256  # 验证哈希值
  3. 目录结构检查（物理备份）：
    tar -tf /backup/basebackup.tar  # 检查文件完整性

68. 写出使用pg_restore恢复数据库的命令，如何只恢复特定表或数据？

恢复全量备份：

pg_restore -U postgres -d target_db -C -v /path/to/backup.dump

恢复特定表：

pg_restore -U postgres -d target_db -t users -t orders /path/to/backup.dump

恢复特定模式：

pg_restore -U postgres -d target_db -n public /path/to/backup.dump

仅恢复数据（不包含表结构）：

pg_restore -U postgres -d target_db -a -t users /path/to/backup.dump

仅恢复结构（不包含数据）：

pg_restore -U postgres -d target_db -s /path/to/backup.dump

69. 什么是WAL归档？如何配置WAL归档实现时间点恢复（PITR）？

WAL归档：
将预写日志（WAL）文件持续复制到安全位置，用于崩溃恢复或时间点恢复。

配置步骤：

  1. 修改postgresql.conf：
    wal_level = replica        # 至少设置为replica
archive_mode = on          # 启用归档
archive_command = 'cp %p /path/to/archive/%f'  # 归档命令
max_wal_senders = 10       # 最大WAL发送进程数
  2. 重启PostgreSQL：
    pg_ctl restart -D /var/lib/postgresql/data
  3. 验证归档：
    SELECT pg_switch_wal();  # 手动触发WAL切换，检查归档目录是否生成新文件

PITR恢复流程：

  1. 恢复基础备份（使用pg_basebackup）。
  2. 配置recovery.conf指定恢复目标：
    restore_command = 'cp /path/to/archive/%f %p'
recovery_target_time = '2023-07-25 12:00:00'  # 指定时间点
  3. 启动恢复：
    pg_ctl start -D /var/lib/postgresql/data

70. 数据库恢复过程中，如何处理索引和约束的重建？

恢复流程：

  1. 基础恢复：
    pg_restore -C -d postgres /path/to/backup.dump  # 恢复全量备份
  2. 自动重建（默认行为）：
    • 索引和约束会随表结构自动恢复，无需额外操作。

手动优化：

  1. 恢复时跳过索引：
    pg_restore -s -d postgres /path/to/backup.dump  # 仅恢复结构（不含索引）
  2. 批量创建索引：
    CREATE INDEX CONCURRENTLY idx_users_email ON users (email);
  3. 检查约束：
    ALTER TABLE orders VALIDATE CONSTRAINT fk_customer_id;  # 验证外键约束
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71. 简述VACUUM的作用，VACUUM与VACUUM FULL的区别是什么？

VACUUM作用：

  • 回收被删除或更新元组占用的空间。
  • 更新统计信息，帮助查询优化器。
  • 冻结旧XID，防止wraparound。

区别：

特性VACUUMVACUUM FULL
空间回收标记空间可重用（不缩小文件）重组数据文件（缩小文件）
锁级别行级锁（不阻塞读写）表级ACCESS EXCLUSIVE锁
执行速度快慢
临时空间需求低高（可能需要2倍表空间）
适用场景日常维护空间紧张时手动优化

72. 如何配置自动清理（Autovacuum）？自动清理的触发条件是什么？

配置步骤（修改postgresql.conf）：

autovacuum = on                # 启用自动清理
log_autovacuum_min_duration = 0  # 记录所有自动清理操作
autovacuum_vacuum_threshold = 50  # 至少50行变更触发VACUUM
autovacuum_analyze_threshold = 50  # 至少50行变更触发ANALYZE
autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.2  # 表大小的20%变更触发VACUUM
autovacuum_analyze_scale_factor = 0.1  # 表大小的10%变更触发ANALYZE

触发条件：
当表的变更行数超过阈值时（阈值 = 固定值 + 表大小 × 比例因子），autovacuum会启动工作进程执行清理。

73. 什么是数据库的统计信息？如何更新统计信息（ANALYZE）？

统计信息：
PostgreSQL优化器用于生成查询计划的数据，包括：

  • 表行数（reltuples）。
  • 列数据分布（如直方图、相关性）。
  • 唯一值比例（选择性）。

更新方法：

ANALYZE users;  -- 更新单个表ANALYZE VERBOSE orders;  -- 详细模式，显示进度VACUUM ANALYZE products;  -- 同时执行VACUUM和ANALYZE

自动更新（通过autovacuum）：

autovacuum_analyze_scale_factor = 0.1  # 表大小的10%变更触发ANALYZE

74. 如何查看数据库的连接数、活跃会话？如何限制最大连接数？

查看连接数：

-- 当前总连接数
SELECT COUNT(*) FROM pg_stat_activity;-- 按数据库分组的连接数
SELECT datname, COUNT(*) 
FROM pg_stat_activity 
GROUP BY datname;-- 活跃会话（执行中查询）
SELECT pid, usename, query, state, query_start 
FROM pg_stat_activity 
WHERE state = 'active';

限制连接数：

  1. 全局限制（修改postgresql.conf）：
    max_connections = 200  # 最大连接数
  2. 单数据库限制：
    ALTER DATABASE mydb SET CONNECTION LIMIT 50;  -- 限制mydb最多50个连接
  3. 用户限制：
    ALTER ROLE readonly_user CONNECTION LIMIT 10;  -- 用户最多10个连接

75. 写出检查并修复表数据一致性的方法，如使用pg_checksums。

启用数据校验和（需重建集群）：

initdb -D /var/lib/postgresql/data --data-checksums  # 初始化时启用

检查一致性：

pg_checksums --verify -D /var/lib/postgresql/data  # 离线检查

修复损坏：

  1. 使用WAL归档恢复：
    pg_restore -C -d postgres /path/to/backup.dump  # 恢复备份
pg_ctl start -D /var/lib/postgresql/data -o "-c restore_command='cp /archive/%f %p'"  # 应用WAL
  2. 修复单个表：
    REINDEX TABLE corrupted_table;  -- 重建索引
VACUUM FULL corrupted_table;  -- 重组表

76. 如何迁移数据库（如从低版本迁移到高版本）？迁移前需做哪些准备？

迁移方法：

  1. 逻辑迁移（推荐）：
    # 旧版本导出
pg_dump -U postgres -d mydb -F c -f /backup/mydb.dump# 新版本导入
pg_restore -U postgres -d mydb -C /backup/mydb.dump
  2. 物理迁移（需相同架构）：
    pg_basebackup -D /new/data/dir -U replication_user -X stream

迁移前准备：

  1. 备份数据：
    pg_dumpall > all_databases.sql
  2. 检查兼容性：
    pg_upgrade --check -b /old/bin -B /new/bin -d /old/data -D /new/data
  3. 清理和分析：
    VACUUM FULL ANALYZE;  -- 优化表和索引
  4. 禁用触发器（可选）：
    ALTER TABLE users DISABLE TRIGGER ALL;  -- 迁移期间禁用触发器

77. 数据库日志（如pg_log）包含哪些信息？如何配置日志级别和轮转策略？

日志内容：

  • 启动/关闭信息。
  • SQL语句执行（取决于log_statement设置）。
  • 错误和警告信息。
  • 自动清理（autovacuum）活动。
  • 锁等待和死锁检测。

配置日志级别（postgresql.conf）：

log_destination = 'csvlog'  # 输出格式：csv或stderr
logging_collector = on     # 启用日志收集
log_directory = 'pg_log'   # 日志目录
log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'  # 日志文件名
log_min_messages = warning  # 日志级别：debug5, debug4, ..., warning, error
log_min_error_statement = error  # 记录错误级别的SQL
log_statement = 'ddl'  # 记录DDL语句（可选：'all', 'none'）

日志轮转：

  1. 自动轮转（通过log_rotation_age和log_rotation_size）：
    log_rotation_age = 1d  # 每天轮转
log_rotation_size = 10MB  # 每10MB轮转
  2. 手动轮转：
    pg_ctl -D /var/lib/postgresql/data rotate-log

78. 如何监控表的增长趋势？使用哪些工具或SQL语句？

监控方法：

  1. 定期查询表大小：
    SELECT relname AS table_name,pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) AS total_size,pg_size_pretty(pg_relation_size(relid)) AS data_size,pg_size_pretty(pg_indexes_size(relid)) AS index_size
FROM pg_stat_user_tables 
ORDER BY pg_total_relation_size(relid) DESC;
  2. 记录历史数据：
    CREATE TABLE table_size_history (capture_time TIMESTAMP DEFAULT NOW(),table_name TEXT,row_count BIGINT,total_size BIGINT
);INSERT INTO table_size_history (table_name, row_count, total_size)
SELECT relname,reltuples,pg_total_relation_size(relid)
FROM pg_class 
WHERE relkind = 'r';
  3. 使用监控工具：
    • pg_stat_activity：实时查询活动。
    • pgBadger：生成HTML格式的日志分析报告。
    • Prometheus + Grafana：长期趋势监控。

79. 什么是表碎片？如何检测和清理表碎片？

表碎片：

  • 行迁移导致的空间碎片化。
  • 频繁更新/删除导致的空闲空间未被有效利用。
  • 索引页分裂导致的索引碎片化。

检测方法：

-- 查询表膨胀率
SELECT schemaname || '.' || relname AS table_name,pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) AS total_size,CASE WHEN relpages * 8192 < 1048576 THEN 'NA'ELSE pg_size_pretty(pgstattuple(relid)::text::json->>'dead_tuple_len')END AS dead_space
FROM pg_stat_user_tables 
ORDER BY pg_total_relation_size(relid) DESC;

清理方法：

VACUUM FULL ANALYZE large_table;  -- 重组表（阻塞）REINDEX CONCURRENTLY idx_large_table;  -- 重建索引（非阻塞）

80. 备份文件的存储策略有哪些？如何确保备份的安全性（如加密、异地存储）？

存储策略：

  1. 本地存储：快速恢复，但易受本地灾难影响。
  2. 异地存储：通过网络复制到远程服务器。
  3. 云存储：如AWS S3、Azure Blob Storage。
  4. 磁带存储：长期归档，成本低但恢复慢。

安全措施：

  1. 加密备份：
    # 使用pg_dump加密
pg_dump -U postgres -d mydb | gpg -c -o mydb.dump.gpg# 使用pgBackRest加密
pgbackrest --stanza=main --repo1-cipher-type=aes-256-cbc backup
  2. 访问控制：
    chmod 600 /backup/*.dump  # 限制备份文件权限
  3. 异地容灾：
    rsync -avz /backup/ user@remote:/backup/  # 定期同步到远程服务器
  4. 多版本保留：
    find /backup -type f -mtime +30 -delete  # 保留最近30天的备份
  5. 监控与验证：
    pg_restore -t users -l /backup/mydb.dump  # 定期验证备份可用性

二、120道面试题目录列表

文章序号PostgreSQL面试题120道
1PostgreSQL面试题及详细答案120道（01-20）
2PostgreSQL面试题及详细答案120道（20-40）
3PostgreSQL面试题及详细答案120道（41-60）
4PostgreSQL面试题及详细答案120道（61-80）
5PostgreSQL面试题及详细答案120道（81-100）
5PostgreSQL面试题及详细答案120道（101-120）
http://www.dtcms.com/a/319110.html

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