PostgreSQL 公共模式（public schema）完全指南-EW帮帮网

1. 引言

1.1 PostgreSQL 模式概念概述

PostgreSQL 中的模式（Schema）是数据库对象的逻辑容器，用于组织和管理数据库中的表、视图、函数、索引等对象。模式提供了一种命名空间机制，允许在同一个数据库中存在同名的对象，只要它们位于不同的模式中。

模式的概念类似于文件系统中的目录，为数据库对象提供了一个层次化的组织结构。每个 PostgreSQL 数据库可以包含多个模式，而每个模式又可以包含多种数据库对象。

1.2 公共模式的定义与作用

公共模式（public schema）是 PostgreSQL 数据库中默认存在的特殊模式。当创建一个新的 PostgreSQL 数据库时，系统会自动创建一个名为 “public” 的模式。这个模式具有以下特点：

默认存在：每个新数据库都会自动创建 public 模式
默认搜索路径：public 模式通常包含在搜索路径中
默认权限：所有用户都具有在 public 模式中创建对象的权限
全局可访问：public 模式中的对象可以被所有用户访问

public 模式的主要作用是为用户提供一个开箱即用的工作环境，特别是在开发和测试阶段，用户可以快速创建和访问数据库对象而无需额外的权限配置。

2. PostgreSQL 模式基础

2.1 什么是数据库模式（Schema）

数据库模式是数据库中对象的逻辑分组，它提供了一种将相关对象组织在一起的方法。在 PostgreSQL 中，模式具有以下特征：

命名空间功能：
模式为数据库对象提供命名空间，允许在不同模式中存在同名的对象。例如，可以在 sales 模式和 hr 模式中都创建名为 employees 的表，而不会产生冲突。

权限管理：
模式可以作为权限管理的单位，可以为不同的模式设置不同的访问权限。

逻辑分组：
模式可以按照业务功能、部门或应用程序进行逻辑分组，使数据库结构更加清晰。

2.2 模式的作用与优势

使用模式的主要作用和优势包括：

对象组织：

将相关的数据库对象组织在一起
提供清晰的逻辑结构
便于管理和维护

命名空间管理：

避免对象名称冲突
支持同名对象在不同模式中存在
提供更好的命名灵活性

权限控制：

可以为不同模式设置不同的权限
实现细粒度的访问控制
支持基于角色的权限管理

多租户支持：

可以通过模式实现简单的多租户架构
为不同客户提供隔离的数据环境

2.3 模式与数据库、表的关系

在 PostgreSQL 的三层结构中，模式位于数据库和表之间：

数据库 (Database)
└── 模式 (Schema)
    ├── 表 (Table)
    ├── 视图 (View)
    ├── 函数 (Function)
    ├── 索引 (Index)
    └── 其他对象...

数据库层面：

数据库是最高级别的容器
一个数据库实例可以包含多个数据库
数据库之间完全隔离

模式层面：

模式是数据库内部的逻辑分组
一个数据库可以包含多个模式
模式提供命名空间和权限管理

对象层面：

表、视图等是模式中的具体对象
对象必须属于某个模式
对象名称在同一个模式内必须唯一

2.4 默认模式与用户自定义模式

PostgreSQL 提供了两种类型的模式：

默认模式：

public 模式：系统自动创建，所有用户都可以访问
information_schema 模式：包含标准的元数据视图
pg_catalog 模式：包含系统表和内置函数

用户自定义模式：

用户根据需要创建的模式
可以根据业务需求进行命名
需要显式授予权限才能访问

3. 公共模式详解

3.1 公共模式的创建与初始化

实际上，public 模式在创建数据库时自动创建，无需手动创建。可以通过以下方式查看 public 模式的创建信息：

-- 查看所有模式
SELECT schema_name, schema_owner 
FROM information_schema.schemata 
WHERE schema_name = 'public';

-- 查看 public 模式的详细信息
SELECT n.nspname AS schema_name,
       pg_get_userbyid(n.nspowner) AS owner
FROM pg_namespace n
WHERE n.nspname = 'public';

在新创建的数据库中，public 模式具有以下特征：

所有者通常是创建数据库的用户
默认包含在搜索路径中
具有宽松的默认权限设置

3.2 公共模式的默认权限设置

public 模式的默认权限设置是其最重要的特征之一。默认情况下：

-- 查看 public 模式的权限
SELECT n.nspname AS schema_name,
       aclexplode(n.nspacl) AS acl
FROM pg_namespace n
WHERE n.nspname = 'public';

默认权限包括：

USAGE 权限：所有用户都可以访问 public 模式
CREATE 权限：所有用户都可以在 public 模式中创建对象

这种宽松的权限设置虽然方便，但也带来了安全风险。

3.3 公共模式中的对象管理

在 public 模式中创建对象非常简单，因为默认情况下所有用户都有 CREATE 权限：

-- 在 public 模式中创建表（无需指定模式）
CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50),
    email VARCHAR(100)
);

-- 显式指定 public 模式
CREATE TABLE public.products (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    price DECIMAL(10,2)
);

-- 查看 public 模式中的所有对象
SELECT table_name, table_type
FROM information_schema.tables
WHERE table_schema = 'public';

3.4 公共模式的搜索路径机制

PostgreSQL 使用搜索路径（search_path）来确定对象的查找顺序：

-- 查看当前搜索路径
SHOW search_path;

-- 设置搜索路径
SET search_path TO public, "$user", pg_catalog;

-- 查看搜索路径中的所有模式
SELECT unnest(current_schemas(true)) AS schema_name;

搜索路径的工作原理：

当引用未指定模式的对象时，PostgreSQL 按照搜索路径的顺序查找
找到第一个匹配的对象即停止搜索
如果所有模式中都没有找到，则报错

4. 公共模式的使用场景

4.1 单用户开发环境

在单用户开发环境中，public 模式提供了极大的便利：

优势：

无需复杂的权限配置
快速创建和测试数据库对象
简化 SQL 语句（无需指定模式名）
降低学习门槛

使用示例：

-- 快速创建测试表
CREATE TABLE test_table (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    data TEXT
);

-- 直接查询，无需指定模式
SELECT * FROM test_table;

4.2 快速原型开发

在快速原型开发阶段，public 模式可以帮助开发者快速验证想法：

适用场景：

MVP（最小可行产品）开发
技术验证和概念证明
快速迭代的开发流程
小型项目或个人项目

注意事项：

仅适用于开发阶段
需要在生产环境前重构
注意数据安全和权限问题

4.3 学习和测试环境

对于学习 PostgreSQL 的初学者，public 模式降低了学习复杂度：

教学优势：

简化 SQL 示例
避免模式相关的复杂概念
专注于核心功能学习
快速上手实践

学习建议：

-- 基础学习示例
CREATE TABLE students (
    id SERIAL,
    name VARCHAR(50),
    grade INTEGER
);

INSERT INTO students (name, grade) VALUES ('张三', 85);
SELECT * FROM students;

4.4 简单应用部署

对于功能简单的应用程序，可以考虑使用 public 模式：

适用条件：

单一应用程序
有限的用户群体
不复杂的权限需求
快速部署需求

部署示例：

-- 简单博客应用表结构
CREATE TABLE posts (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    content TEXT,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

CREATE TABLE comments (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    post_id INTEGER REFERENCES posts(id),
    author VARCHAR(50),
    content TEXT,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

5. 公共模式的安全风险

5.1 默认权限带来的安全隐患

public 模式的默认权限设置存在显著的安全隐患：

主要问题：

所有用户都可以在 public 模式中创建对象
可能导致意外的对象创建
增加了数据泄露的风险

风险示例：

-- 恶意用户可能创建表来存储敏感信息
CREATE TABLE public.user_passwords (
    username VARCHAR(

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