SQLite 是单文件的数据库，如果没有特别配置，Django 默认使用该数据库，在项目根目录下生成的 db.sqlite3 就是所使用的 SQLite 数据库文件。它的优点是简便好用，不需要费劲去配一大堆用户、权限、访问方式之类的，但缺点是数据、并发连接多了性能可能会受影响，也不够灵活。虽然现在我的网站还远远没有到达这个级别，但依然准备将其数据库更换为 PostgreSQL，让它成为一个标准的服务器程序。

首先说一下我的服务器环境：

  • CentOS 7
  • Python 3.6
  • Django 3.2

安装 PostgreSQL 并配置

Django 3.2 最低要求 PostgreSQL 9.6，而 CentOS 7 软件库里面最高只有 9.2 了（使用 yum search postgresql 搜索得出的结果），但好在 PostgreSQL 官方还在继续支持 CentOS 7，添加一个它提供的仓库，可以安装到最新的 15：

sudo yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm
sudo yum install -y postgresql15-server
ℹ info
命令里面的 -y 是为了安装时的询问都回答 yes，比如导入 GPG key 会询问 Is this ok [y/N]: y

初始化 PostgreSQL 数据库：

sudo /usr/pgsql-15/bin/postgresql-15-setup initdb

启动 PostgreSQL 并启用 Systemd 开机自启：

sudo systemctl enable postgresql-15
sudo systemctl start postgresql-15

先使用初始化时创建好的一个 PostgreSQL 角色 postgres 登录，以使用交互式命令 psql：

sudo -u postgres psql
ℹ info
这里需要说明的是，PostgreSQL 的角色（Role）不同于 Linux 用户，但如果它们同名，就无需特别指定。例如上述命令 sudo -u postgres 使用安装时创建好的一个 Linux 用户 postgres 来执行 psql 这个命令，表示使用 PostgreSQL 的同名角色 postgres 来登录。

可以看到命令行变成了这样，表示成功进入了 psql：

psql (9.2.24, server 15.3)
WARNING: psql version 9.2, server version 15.0.
         Some psql features might not work.
Type "help" for help.

postgres=#

postgres 是 PostgreSQL 的一个管理员角色，需要使用它来新建 Django 使用的角色和数据库。

ℹ info
=# 前面显示的 postgres 表示当前打开了名为 postgres 的数据库，而不是表示登录的角色名。

使用 psql 创建一个名为 life 的角色，赋予登录权限并设置密码：

CREATE ROLE life;
ALTER ROLE life WITH LOGIN;
ALTER ROLE life WITH PASSWORD '<密码>';

创建一个名为 life 的数据库，赋予角色 life 操控该数据库的权限，以及该数据库的所有权：

CREATE DATABASE life;
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE life TO life;
ALTER DATABASE life OWNER TO life;

好了，现在可以使用一些命令来确认刚才的操作：

  • \l：列出当前所有数据库
  • \du：列出当前所有角色
  • \c life：切换到 life 数据库，然后
    • \dt：列出所有表，此时当然输出 No relations found.，因为还没建表
  • \q：退出 psql

也可以重新以 life 角色登录 life 数据库：

psql -U life -d life -h 127.0.0.1

输入刚才设置的密码。

添加 -h 127.0.0.1 参数是为了使用了 host 的方式来连接，而不是默认的 Unix 套接字。后者使用 peer 的方式来认证，会得到一个错误：

psql: connection to server on socket "/var/run/postgresql/.s.PGSQL.5432" failed: FATAL:  Peer authentication failed for user "life"

当然貌似通过一些设置也可以通过 peer 认证，我也没继续研究下去了。

Django 导出 SQLite 数据

很简单，直接使用 Django 的 dumpdata 这个命令即可。服务端进入项目根目录执行：

python manage.py dumpdata -o life.json

此操作将数据库中所有数据序列化为 JSON 格式，输出到 life.json 这个文件中。

当然事实上并不会有这么顺利，这样序列化的话，后面在导入 PostgreSQL 的时候，我遇到了如下问题：

psycopg2.errors.UniqueViolation: duplicate key value violates unique constraint "auth_permission_content_type_id_codename_01ab375a_uniq"
DETAIL:  Key (content_type_id, codename)=(5, add_contenttype) already exists.

需要以自然键重新导出，加两个参数即可：

python manage.py dumpdata --natural-primary --natural-foreign -o life.json

当然貌似也可以通过清空新数据库中的 ContentType 来解决，这我就没试了。

很好运，我也只是遇到了这一个问题。

修改 Django 数据库配置及连接 PostgreSQL

我的想法是，本地开发依然使用 SQLite，而服务器生产环境就切换为 PostgreSQL。由于我网站的开发环境和生产环境共享同一套代码，所以需要作个判断，我的方式是在服务器上的项目根目录放一个 production.py，里面存放上面新建的 PostgreSQL 角色 life 的密码（以及其他生产环境下的 key 之类的），在 settings.py 去尝试 import 这个文件，如果成功那么说明在服务器上，顺便可以拿到这个密码。

try:
    from production import postgresql_password
    # 生产环境
    debug_mode = False
except ImportError:
    # 开发环境
    debug_mode = True

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    } if debug_mode else {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'life',
        'USER': 'life',
        'PASSWORD': postgresql_password,
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '5432',
    }
}

上述 PostgreSQL 配置是 Django 文档中给出的示例，可以看到也是通过 host 的方式来连接 PostgreSQL 的。

此外，还需要安装 psycopg2 这个 Python 库，我理解它是 PostgreSQL 的 Python 接口，通过该接口可以在 Python 程序中对 PostgreSQL 进行操作：

pip install psycopg2

注意在此之前还需要安装 PostgreSQL 和 Python 的开发库：

sudo yum install postgresql-devel python3-devel

如果没有 postgresql-devel 的话，安装 psycopg2 时的编译过程会报出诸如 Error: pg_config executable not found 的错误；如果没有 python3-devel 则会报出诸如 致命错误：Python.h：没有那个文件或目录 的错误。

psycopg2 安装的是最新版本 2.9.6，虽然 pip 会自动 fallback 去尝试更低的版本，然后在某一个低版本安装成功，但自然版本是越新越好了。

或者直接安装编译好的包 psycopg2-binary，但貌似并不推荐：

The binary package is a practical choice for development and testing but in production it is advised to use the package built from sources.

然后测试下 Django 对 PostgreSQL 的连接吧：

python manage.py check --database default

如果看到输出

System check identified no issues (0 silenced).

就说明连接成功啦，至少上面的配置是没问题的。

Django 导入数据到 PostgreSQL

先使用 Django 的 migrate 命令创建数据库表结构：

python manage.py migrate

再使用 Django 的 loaddata 命令导入此前导出的序列化数据：

python manage.py loaddata life.json

我第一次导入的时候，遇到了上面提到的 UniqueViolation 问题，添加自然键参数重新导出，有类似 Installed xxx object(s) from 1 fixture(s) 的输出，就成功了。

然后尝试查看下数据，使用 psql 登录数据库后，执行 \d <表名> 查看表结构，却得到了以下错误：

ERROR:  column c.relhasoids does not exist
LINE 1: ..., c.relhasindex, c.relhasrules, c.relhastriggers, c.relhasoi...
                                                             ^

网上说是 psql 版本太旧的原因，上文进入 psql 有提示 WARNING: psql version 9.2, server version 15.0. Some psql features might not work. 也佐证了这一点。但 psql 应该是随 PostgreSQL 一起安装的，既然 PostgreSQL 都是最新版，为啥 psql 还是旧版呢？也可以根据 这个链接 提到的更改一下 psql 链接的可执行文件，应该就行了。但我也没试过，因为可以用后文提到的远程访问。

然后启动 Django，看了看一切都没问题，说明数据库更换已完美完成，比我想象中顺利。

Bonus：远程访问 PostgreSQL

如果有在本地查看服务器数据的需求，则需要配置客户端远程访问 PostgreSQL。首先需要修改 /var/lib/pgsql/15/data/ 目录下的两个配置文件：

第一个：postgresql.conf

#listen_addresses = 'localhost'

改为：

listen_addresses = '*'

表示监听的 IP 地址由默认的本地回环（localhost）改为所有（*）。

第二个：pg_hba.conf

在最下面添加一行：

host    life            life            0.0.0.0/0               scram-sha-256

表示 host 方式连接，角色为 life，数据库为 life，允许的 IPv4 地址为所有（0.0.0.0/0），密码验证方法为 scram-sha-256。

ℹ info
scram-sha-256 这个密码验证方法是 PostgreSQL 最新的，老版本用的是 md5。角色的密码经散列运算后放在 pg_authid 这张表里面，可以打印里面的数据看看，rolpassword 这一列是不是有 SCRAM-SHA-256 的前缀，用上文提到的创建密码方式，的确是符合的，说明可以使用这种方法验证。

修改完这两个配置文件后，重启 PostgreSQL：

sudo systemctl restart postgresql-15

还有最重要的一步，修改系统防火墙配置，增加允许 PostgreSQL 的默认端口 5432。

sudo firewall-cmd --add-port=5432/tcp --permanent
sudo firewall-cmd --reload
ℹ info
有的 Linux 发行版没有默认开启防火墙，比如记得以前用过 Ubuntu 就没有，那这一步就可以省略掉。

我使用 PyCharm 自带的数据库客户端去连接：

remote-access-pycharm

完工！

参考资料