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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 30.13 节、第 30.14 节和第 30.17 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 30.20 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。
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。
在 Unix 上,fork 一个带有打开的 libpq 连接的进程可能导致不可预测的结果,因为父进程和子进程共享相同的套接字和操作系统资源。因此不推荐这种用法,不过在子进程中执行exec来载入新的可执行文件是安全的。
在 Windows 上,如果单个数据库连接被反复地启动和关闭,有一种办法可以改进性能。在内部, libpq 分别调用 WSAStartup() 和 WSACleanup() 来启动和关闭连接。WSAStartup() 会增加一个内部 Windows 库引用计数, 而 WSACleanup() 会递减该计数。当引用计数恰好为 1 时,调用 WSACleanup() 会释放所有资源并卸载所有 DLL。这是一项代价很高的 操作。为避免这种情况,应用程序可以手工调用 WSAStartup(), 这样在最后一个数据库连接关闭时资源就不会被释放。
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、GSSAPI 或 SSPI 认证以及完整的 SSL 证书验证都需要主机名。使用的规则如下: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的值给出服务器地址。在需要主机名的任何情况下,连接尝试都会失败。如果同时指定了host和hostaddr,则hostaddr的值给出服务器地址,而host的值会被忽略,除非认证或验证目的需要它,此时它会作为主机名使用。注意,如果host不是位于hostaddr的那台机器的名字,认证很可能会失败。另外注意,在~/.pgpass中是用host而不是hostaddr来标识连接的(见第 30.14 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 #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 #添加在运行时发送给服务器的命令行选项。例如,将其设置为-c geqo=off会把会话的geqo参数值设为off。 有关可用选项的详细讨论,请参阅第 18 章。
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 #这个选项决定是否或以何种优先级与服务器协商一个安全的SSL TCP/IP 连接。有六种模式:
表 30.1. sslmode 选项
| 选项 | 描述 |
|---|---|
disable |
仅尝试非SSL连接 |
allow |
首先尝试非SSL连接;如果失败,则尝试SSL连接 |
prefer(默认) |
首先尝试SSL连接;如果失败,则尝试非SSL连接 |
require |
仅尝试SSL连接。如果存在根 CA 文件,则验证证书的方式与指定了verify-ca时相同 |
verify-ca |
仅尝试SSL连接,并验证服务器证书是由一个受信任的CA颁发的 |
verify-full |
仅尝试SSL连接,验证服务器证书是由一个受信任的CA颁发的,并且服务器主机名与证书中的相匹配 |
关于这些选项如何工作的详细描述见第 30.17 节。
在 Unix 域套接字通信中,sslmode 会被忽略。 如果PostgreSQL编译时未启用 SSL 支持, 使用选项require会导致错误,而选项allow和prefer 将被接受,但libpq实际上不会尝试建立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。
sslcert #这个参数指定客户端 SSL 证书的文件名。
sslkey #这个参数指定用于客户端证书的私钥的位置。它可以指定一个文件名, 该文件名将被用来替代默认的 ~/.postgresql/postgresql.key,也可以指定一个外部 引擎(引擎是 OpenSSL 可加载模块)。外部 引擎的指定形式应包含一个由冒号分隔的引擎名称和一个引擎特定的 密钥标识符。
sslrootcert #这个参数指定根 SSL 证书的文件名。
sslcrl #这个参数指定 SSL 证书吊销列表(CRL)的文件名。
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 19.3.5 节和第 19.3.3 节。)
gsslib #用于 GSSAPI 认证的 GSS 库。只在 Windows 上使用。设置为gssapi可强制 libpq 使用 GSSAPI 库而非默认的 SSPI 进行认证。
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 30.15 节。
如果某个参数未指定,则会检查相应的环境变量(见 第 30.13 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。
如果 dbName 包含 = 符号,就会将其当作一个conninfo字符串处理,方式与将其传给PQconnectdb完全相同,然后按照上面的方式应用其余参数。
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。
PQconnectStartPQconnectPoll #
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("。如果connection_info_string")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:
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。
PQconninfoParse #返回从提供的连接字符串中解析到的连接选项。
PQconninfoOption *PQconninfoParse(const char *conninfo, char **errmsg);
解析一个连接字符串并且将结果选项作为一个数组返回,或者在连接字符串有问题时返回NULL。这个函数可以用来抽取所提供的连接字符串中的PQconnectdb选项。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。
注意,只有在字符串中显式指定的选项才会在结果数组中被设置值;不会插入默认值。
如果errmsg不是NULL,则成功时*errmsg被设为NULL,失败时被设为由 malloc 分配的、说明问题的错误字符串。(也可能在返回NULL的同时*errmsg被设为NULL;这表示内存不足的情况。)
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PQconninfoParse都会导致一小部分内存泄漏。反过来,如果发生一个错误并且errmsg不是NULL,确保使用PQfreemem释放错误字符串。
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。
PQresetStartPQresetPoll #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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