PostgreSQL 大对象管理指南：pg_largeobject 从原理到实践
概述
有时候，你可能需要在 PostgreSQL 中管理大对象，例如 CLOB、BLOB 和 BFILE。PostgreSQL 中有两种处理大对象的方法：一种是使用现有的数据类型，例如用于二进制大对象的 bytea 和用于基于字符的大对象的 text；另一种是使用 pg_largeobject。本文将解释如何使用 pg_largeobject。
pg_largeobject
pg_largeobject 是 PostgreSQL 提供的大对象解决方案之一，它允许以流式方式访问存储在特殊大对象结构中的用户数据。当处理的数据值过大而无法作为一个整体方便地操作时，流式访问非常有用。
pg_largeobject 是一个用于存储实际大对象的系统表。每个大对象在系统表 pg_largeobject_metadata 中都有一个条目。使用 pg_largeobject 管理的大对象可以通过读/写 API 进行创建、修改和删除。pg_largeobject 允许存储高达 4TB 的大对象。
另一种大对象解决方案是使用现有的数据类型 bytea 和 text，它们基于 TOAST 表构建，限制了大对象的大小为 1GB。
以下是为 pg_largeobject 设计的两个系统表的架构。
postgres=# \d+ pg_largeobject;Table "pg_catalog.pg_largeobject"Column | Type | Collation | Nullable | Default | Storage | Compression | Stats target | Description
--------+---------+-----------+----------+---------+----------+-------------+--------------+-------------loid | oid | | not null | | plain | | |pageno | integer | | not null | | plain | | |data | bytea | | not null | | extended | | |
Indexes:"pg_largeobject_loid_pn_index" PRIMARY KEY, btree (loid, pageno)
Access method: heappostgres=# \d+ pg_largeobject_metadata;Table "pg_catalog.pg_largeobject_metadata"Column | Type | Collation | Nullable | Default | Storage | Compression | Stats target | Description
----------+-----------+-----------+----------+---------+----------+-------------+--------------+-------------oid | oid | | not null | | plain | | |lomowner | oid | | not null | | plain | | |lomacl | aclitem[] | | | | extended | | |
Indexes:"pg_largeobject_metadata_oid_index" PRIMARY KEY, btree (oid)
Access method: heap
pg_largeobject 接口
PostgreSQL 通过 libpq 库提供客户端接口来访问大对象。该接口类似于 Unix 文件系统接口，例如 create、open、read、write、lseek 等。
注意，使用该接口操作大对象时，必须在 SQL 事务块内进行，因为大对象文件描述符仅在特定事务中有效。以下是与 pg_largeobject 相关的所有接口。
postgres=# \dfS lo*List of functionsSchema | Name | Result data type | Argument data types | Type
------------+---------------+------------------+---------------------------+------pg_catalog | lo_close | integer | integer | funcpg_catalog | lo_creat | oid | integer | funcpg_catalog | lo_create | oid | oid | funcpg_catalog | lo_export | integer | oid, text | funcpg_catalog | lo_from_bytea | oid | oid, bytea | funcpg_catalog | lo_get | bytea | oid | funcpg_catalog | lo_get | bytea | oid, bigint, integer | funcpg_catalog | lo_import | oid | text | funcpg_catalog | lo_import | oid | text, oid | funcpg_catalog | lo_lseek | integer | integer, integer, integer | funcpg_catalog | lo_lseek64 | bigint | integer, bigint, integer | funcpg_catalog | lo_open | integer | oid, integer | funcpg_catalog | lo_put | void | oid, bigint, bytea | funcpg_catalog | lo_tell | integer | integer | funcpg_catalog | lo_tell64 | bigint | integer | funcpg_catalog | lo_truncate | integer | integer, integer | funcpg_catalog | lo_truncate64 | integer | integer, bigint | funcpg_catalog | lo_unlink | integer | oid | funcpg_catalog | log | double precision | double precision | funcpg_catalog | log | numeric | numeric | funcpg_catalog | log | numeric | numeric, numeric | funcpg_catalog | log10 | double precision | double precision | funcpg_catalog | log10 | numeric | numeric | funcpg_catalog | loread | bytea | integer, integer | funcpg_catalog | lower | anyelement | anymultirange | funcpg_catalog | lower | anyelement | anyrange | funcpg_catalog | lower | text | text | funcpg_catalog | lower_inc | boolean | anymultirange | funcpg_catalog | lower_inc | boolean | anyrange | funcpg_catalog | lower_inf | boolean | anymultirange | funcpg_catalog | lower_inf | boolean | anyrange | funcpg_catalog | lowrite | integer | integer, bytea | func
4. 示例
为了更好地理解如何使用 pg_largeobject，以下是一些示例。
创建一个大对象
postgres=# select lo_create(0);lo_create
-----------16384
(1 row)postgres=# select * from pg_largeobject_metadata;oid | lomowner | lomacl
-------+----------+--------16384 | 10 |
(1 row)postgres=# select * from pg_largeobject;loid | pageno | data
------+--------+------
(0 rows)
导入一个大对象
创建一个简单的文本文件。
$ echo "this is a test on pg_largeobject." > /tmp/lo_test.txt
将文本文件导入 pg_largeobject。
postgres=*# select lo_import('/tmp/lo_test.txt');lo_import
-----------16385
(1 row)postgres=# select * from pg_largeobject_metadata;oid | lomowner | lomacl
-------+----------+--------16384 | 10 |16385 | 10 |
(2 rows)
显示导入 pg_largeobject 后的内容。
postgres=# set bytea_output = 'escape';
SET
postgres=# select * from pg_largeobject;loid | pageno | data
-------+--------+---------------------------------------16385 | 0 | this is a test on pg_largeobject.\012
(1 row)
操作一个大对象
使用 pg_largeobject 的一大优势是它允许我们修改大对象。以下是一个向另一个大对象追加信息的示例。
begin;
select lo_open(16385, x'60000'::int);
select lo_lseek(0, 32, 0);
select lowrite(0, ', + large object.\012');
commit;postgres=# select * from pg_largeobject;loid | pageno | data
-------+--------+-------------------------------------------------------16385 | 0 | this is a test on pg_largeobject, + large object.\012
(1 row)
这里，x’60000’用于将大对象访问模式设置为INV_WRITE|INV_READ。这些访问模式在头文件 libpq/libpq-fs.h 中定义如下。
#define INV_WRITE 0x00020000
#define INV_READ 0x00040000
将大对象导出到外部文件
除了在 PostgreSQL 内部访问大对象外，你还可以将大对象导出到外部文件。
postgres=# select lo_export(16385, '/tmp/lo_test_new.txt');
然后，你可以像普通文件一样检查内容。
$ cat /tmp/lo_test_new.txt
this is a test on pg_largeobject, + large object.
将操作封装到函数中
你可以使用 libpq 库构建函数来自定义大对象的访问。以下是一个使用 PL/SQL 的简单示例。
DROP FUNCTION IF EXISTS my_lo_append;
CREATE OR REPLACE FUNCTION my_lo_append(oid, bytea)
RETURNS oid AS $$
DECLAREfd integer;bytes integer;
BEGINfd := lo_open($1, x'60000'::int);bytes := lo_lseek(0, 0, 2);bytes := lowrite(fd, $2);PERFORM lo_close(fd);RETURN $1;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql STRICT;
然后调用自定义函数来追加一些信息。
postgres=# select my_lo_append(16385::oid, 'abc123'::bytea);my_lo_append
--------------16385
(1 row)postgres=# set bytea_output = 'escape';
SETpostgres=# select * from pg_largeobject;loid | pageno | data
-------+--------+---------------------------------------------16385 | 0 | this is a test on pg_largeobject.\012abc123
(1 row)postgres=# select lo_export(16385, '/tmp/lo_test_new.txt');lo_export
-----------1
(1 row)
你还可以检查导出后作为文件操作的大对象。
$ cat /tmp/lo_test_new.txt
this is a test on pg_largeobject.
abc123
总结
在本文中，我解释了如何使用 pg_largeobject 来处理 PostgreSQL 中的大对象，并提供了一些非常简单的示例。希望这能有所帮助。