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历史版本PostgreSQL 8.2 已于 2011 年 12 月结束社区维护,本页译文保留供仍在使用旧版本的读者参考。新系统请看当前版本。

第 29 章 libpq - C 库

libpq是PostgreSQL的C应用程序编程接口。libpq是一组库函数,客户端程序可用它们向PostgreSQL后端服务器发送查询并接收查询结果。

libpq也是其他几个PostgreSQL应用程序接口的底层引擎,包括为 C++、Perl、Python、Tcl 和ECPG编写的接口。因此,对于这些包的用户,libpq行为的某些方面也很重要。特别是,第 29.12 节、第 29.13 节和第 29.16 节描述了任何使用libpq的应用程序的用户都能观察到的行为。

本章末尾(第 29.19 节)包含一些简短程序,展示如何编写使用libpq的程序。源代码发行包的src/test/examples目录中还提供了几个完整的libpq应用程序示例。

使用libpq的客户端程序必须包含头文件libpq-fe.h,并且必须与libpq库链接。

29.1. 数据库连接控制函数 #

下列函数处理与PostgreSQL后端服务器建立连接。一个应用可以同时打开多个后端连接。(这样做的一个原因是访问多个数据库。)每个连接由一个PGconn对象表示,该对象从函数PQconnectdb或PQsetdbLogin获得。注意,除非可能连分配PGconn对象的内存都不够,这些函数将总是返回一个非空的对象指针。在通过连接对象发送查询之前,应该调用PQstatus函数检查连接是否已成功建立。

PQconnectdb

开启一个到数据库服务器的新连接。

PGconn *PQconnectdb(const char *conninfo);

这个函数使用从字符串conninfo中得到的参数开启一个新的数据库连接。与下面的PQsetdbLogin不同,参数集合可以在不改变函数签名的情况下扩展,因此对于新应用,最好使用这个函数(或者相应的非阻塞函数PQconnectStart和PQconnectPoll)。

传入的字符串可以为空以使用全部默认参数,也可以包含一个或多个用空白分隔的参数设置。每一个参数设置的形式都是keyword = value。等号周围的空白是可选的。要写一个空值或一个包含空白的值,将它用单引号包围,例如keyword = 'a value'。值中的单引号和反斜线必须用一个反斜线转义,即\'和\\。

当前能被识别的参数关键字如下:

host

要连接的主机名。如果主机名以斜杠开头,则指定的是 Unix 域通信,而非 TCP/IP 通信;此值是存放套接字文件的目录名。当未指定 host 或其值为空时,默认连接到 /tmp(或构建 PostgreSQL 时指定的套接字目录)中的 Unix 域套接字。在没有 Unix 域套接字的机器上,默认连接到 localhost。

hostaddr

要连接的主机的数字 IP 地址。应采用标准的 IPv4 地址格式,例如 172.28.40.9。如果机器支持 IPv6,也可以使用 IPv6 地址。只要此参数指定了非空字符串,就始终使用 TCP/IP 通信。

使用hostaddr而非host让应用可以避免一次主机名查找,这对于有时间约束的应用可能很重要。不过,Kerberos 和 GSSAPI 认证需要主机名。因此适用下列规则:如果指定了host而没有指定hostaddr,会发生一次主机名查找。如果指定了hostaddr而没有指定host,则hostaddr的值给出远端地址;使用 Kerberos 时,会发生一次反向名称查询以获得用于 Kerberos 的主机名。如果同时指定了host和hostaddr,则hostaddr的值给出远端地址;host的值会被忽略,除非使用 Kerberos,此时该值用于 Kerberos 认证。(注意,如果传给libpq的主机名不是位于hostaddr的那台机器的名字,认证很可能会失败。)另外,在~/.pgpass中是用host而不是hostaddr来标识连接的(见第 29.13 节)。

如果既没有主机名也没有主机地址,libpq 会使用本地 Unix 域套接字连接;在没有 Unix 域套接字的机器上,则会尝试连接到 localhost。

port

连接到服务器主机的端口号,或者Unix域连接的套接字文件名扩展。

dbname

数据库名称。默认为与用户名相同。

user

建立连接所用的 PostgreSQL 用户名。默认与运行应用程序的操作系统用户名相同。

password

服务器要求密码认证时所使用的密码。

connect_timeout

连接时的最长等待时间,以秒为单位(写成十进制整数字符串)。 零或未指定表示无限等待。不建议使用小于2秒的超时时间。

options

发送给服务器的命令行选项。

tty

忽略此参数(以前用于指定服务器调试输出的发送位置)。

sslmode

这个选项决定是否与服务器协商SSL连接以及协商的优先级。有四种模式:disable只尝试不加密的SSL连接;allow会协商,先尝试非SSL连接,失败后再尝试SSL连接;prefer(默认值)会协商,先尝试SSL连接,失败后再尝试普通的非SSL连接;require只尝试SSL连接。

如果PostgreSQL编译时没有包含 SSL 支持,使用选项require将导致错误,而选项allow和prefer会被接受,但libpq实际上不会尝试SSL连接。

requiressl

此选项已弃用,请改用 sslmode 设置。

如果设置为1,则需要与服务器建立SSL连接(这相当于sslmode require)。libpq将拒绝连接,如果服务器不接受 SSL连接。如果设置为0(默认值), libpq将与服务器协商连接类型(相当于sslmode prefer)。此选项仅在 PostgreSQL 编译时启用了 SSL 支持的情况下可用。

krbsrvname

使用 Kerberos 5 或 GSSAPI 认证时所用的 Kerberos 服务名。这必须与服务器配置中指定的服务名匹配,Kerberos 认证才能成功。(另请参见第 20.2.3 节。)

service

用于额外参数的服务名称。它指定了pg_service.conf中保存额外连接参数的服务名称。 这允许应用程序只指定一个服务名称,以便可以集中维护连接参数。参见第 29.14 节。

如果某个参数未指定,则会检查相应的环境变量(见 第 29.12 节)。 如果环境变量也未设置,则使用上面指出的内建默认值。

PQsetdbLogin

开启一个到数据库服务器的新连接。

PGconn *PQsetdbLogin(const char *pghost,
                     const char *pgport,
                     const char *pgoptions,
                     const char *pgtty,
                     const char *dbName,
                     const char *login,
                     const char *pwd);

这是 PQconnectdb 的前身,使用固定的一组参数。除缺失参数始终采用默认值之外,功能相同。对于要使用默认值的任意固定参数,请传入 NULL 或空字符串。

PQsetdb

开启一个到数据库服务器的新连接。

PGconn *PQsetdb(char *pghost,
                char *pgport,
                char *pgoptions,
                char *pgtty,
                char *dbName);

这是一个调用PQsetdbLogin的宏,其中为login和pwd参数使用空指针。提供它是为了向后兼容非常老的程序。

PQconnectStart
PQconnectPoll

以非阻塞的方式建立一个到数据库服务器的连接。

PGconn *PQconnectStart(const char *conninfo);
       
PostgresPollingStatusType PQconnectPoll(PGconn *conn);
       

这两个函数被用来开启一个到数据库服务器的连接,这样你的应用的执行线程不会因为远程的I/O而被阻塞。这种方法的要点在于等待 I/O 完成可以在应用的主循环中发生,而不是在PQconnectdb中,并且因此应用能够把这种操作和其他动作并行处理。

在PQconnectStart中,数据库连接使用从字符串conninfo中取得的参数创建,这与前面描述的PQconnectdb相同。

只要满足若干限制,PQconnectStart和PQconnectPoll都不会阻塞:

  • 必须恰当地使用 hostaddr 和 host 参数,以确保不会进行名称和反向名称查询。详细信息请参见上文PQconnectdb中这些参数的说明。

  • 如果你调用PQtrace,确保接收追踪输出的流对象不会阻塞。

  • 如后文所述,你要确保在调用PQconnectPoll之前,套接字处于合适的状态。

要开始无阻塞的连接请求,可调用conn = PQconnectStart("connection_info_string")。如果conn为空,则libpq无法分配一个新的PGconn结构体。否则,一个有效的PGconn指针会被返回(不过还没有表示一个到数据库的有效连接)。从PQconnectStart返回后,调用status = PQstatus(conn)。如果status等于CONNECTION_BAD,则PQconnectStart失败。

如果PQconnectStart成功,下一个阶段是轮询libpq,这样它能够继续进行连接序列。使用PQsocket(conn)来获得该数据库连接底层的套接字描述符。这样循环:如果PQconnectPoll(conn)上一次返回PGRES_POLLING_READING,等到该套接字准备好读取(按照select()、poll()或类似的系统函数所指示的)。则再次调用PQconnectPoll(conn)。反之,如果PQconnectPoll(conn)上一次返回PGRES_POLLING_WRITING,等到该套接字准备好写入,则再次调用PQconnectPoll(conn)。如果你还没有调用过PQconnectPoll,即刚刚调用过PQconnectStart之后,行为就像是它上次返回了PGRES_POLLING_WRITING。持续这个循环直到PQconnectPoll(conn)返回PGRES_POLLING_FAILED指示连接过程已经失败,或者返回PGRES_POLLING_OK指示连接已经被成功地建立。

在连接过程中的任何时刻,都可以通过调用PQstatus来检查连接状态。如果该调用返回CONNECTION_BAD,则连接过程已经失败;如果返回CONNECTION_OK,则连接已就绪。通过以下函数的返回值也同样可以检测这两种状态:PQconnectPoll,该函数已在上文介绍。在异步连接过程中(也仅在此过程中)还可能出现其他状态。它们指明连接过程的当前阶段,例如可以用来向用户提供反馈。这些状态如下:

CONNECTION_STARTED

等待连接被建立。

CONNECTION_MADE

连接 OK,等待发送。

CONNECTION_AWAITING_RESPONSE

等待来自服务器的一个回应。

CONNECTION_AUTH_OK

收到认证,等待后端启动结束。

CONNECTION_SSL_STARTUP

协商 SSL 加密。

CONNECTION_SETENV

协商环境驱动的参数设置。

注意,尽管这些常量将保留(为了保持兼容性),应用绝不应该依赖它们以特定顺序出现、依赖它们全部出现,或者依赖状态总是这些已文档化的值之一。应用可以这样做:

switch(PQstatus(conn))
{
        case CONNECTION_STARTED:
            feedback = "Connecting...";
            break;

        case CONNECTION_MADE:
            feedback = "Connected to server...";
            break;
.
.
.
        default:
            feedback = "Connecting...";
}

在使用PQconnectPoll时,连接参数connect_timeout会被忽略:判断是否超时是应用的责任。除此之外,PQconnectStart后面跟着PQconnectPoll循环等效于PQconnectdb。

注意如果PQconnectStart返回一个非空的指针,你必须在用完它之后调用PQfinish来处理该结构体和任何相关的内存块。即使连接尝试失败或被放弃时也必须完成这些工作。

PQconndefaults

返回默认连接选项。

PQconninfoOption *PQconndefaults(void);

typedef struct
{
    char   *keyword;   /* 该选项的关键词 */
    char   *envvar;    /* 后备环境变量名 */
    char   *compiled;  /* 编译时设置的后备默认值 */
    char   *val;       /* 选项的当前值,或者 NULL */
    char   *label;     /* 连接对话框中字段的标签 */
    char   *dispchar;  /* 指示如何在连接对话框中显示此字段。可取值:
                          ""        显示输入的值
                          "*"       密码字段 - 隐藏值
                          "D"       调试选项 - 默认不显示 */
    int     dispsize;  /* 对话框中的字段宽度,以字符计 */
} PQconninfoOption;

返回一个连接选项数组。这可以用来确定所有可能的PQconnectdb选项和它们的当前默认值。返回值指向一个PQconninfoOption结构体的数组,该数组以一个包含空keyword指针的条目结束。如果无法分配内存,则返回空指针。注意当前默认值(val字段)将依赖于环境变量和其他上下文。调用者必须把连接选项数据当作只读对待。

在处理完选项数组后,把它交给PQconninfoFree释放。如果没有这么做,每次调用PQconndefaults都会导致一小部分内存泄漏。

PQfinish

关闭与服务器的连接。同时释放PGconn对象使用的内存。

void PQfinish(PGconn *conn);

注意,即使与服务器的连接尝试失败(由PQstatus指示),应用也应当调用PQfinish来释放PGconn对象使用的内存。不能在调用PQfinish之后再使用PGconn指针。

PQreset

重置与服务器的通信通道。

void PQreset(PGconn *conn);

此函数将关闭与服务器的连接,并尝试重新建立到同一服务器的新连接,使用之前使用过的所有参数。 这可能有助于在工作连接丢失后的错误恢复。

PQresetStart
PQresetPoll

以非阻塞方式重置与服务器的通信通道。

int PQresetStart(PGconn *conn);
PostgresPollingStatusType PQresetPoll(PGconn *conn);

这些函数会关闭与服务器的连接,并尝试重新建立到同一服务器的新连接,使用之前使用过的所有参数。如果原本可用的连接丢失,这可以用于错误恢复。它们与上文的 PQreset 不同之处在于采用非阻塞方式。它们受到与 PQconnectStart 和 PQconnectPoll 相同的限制。

要开始重置连接,请调用 PQresetStart。如果返回 0,表示重置失败。如果返回 1,则使用 PQresetPoll 轮询重置过程,方式与使用 PQconnectPoll 建立连接完全相同。

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