核心功能: 本技能提供中文交互、时使用、化工作流场景等能力。

数据库设计与运维（免费版）

概述

帮助识别和规避数据库使用中的基础陷阱，覆盖连接管理、事务、查询性能与数据完整性四大领域。

核心能力

基础连接管理

升级提示：Serverless连接泄漏处理（RDS Proxy、PgBouncer）、连接阻塞Schema变更的 lock_timeout 策略为付费版专享功能。

输出: 返回基础连接管理的执行结果,包含操作状态和输出数据。

基础事务陷阱

升级提示：长事务MVCC锁膨胀、只读事务阻塞 VACUUM 清理等高级事务陷阱为付费版专享功能。

输出: 返回基础事务陷阱的执行结果,包含操作状态和输出数据。

基础查询优化

升级提示：大IN子句拆分优化、COUNT(*) 近似计数（pg_class.reltuples）为付费版专享功能。

基础数据完整性

升级提示：CHECK约束管理、外键缺失致孤儿行处理为付费版专享功能。Schema变更安全策略（带默认值加列、CREATE INDEX CONCURRENTLY、列重命名与删除顺序）、备份恢复优选实践（PITR、备份验证）、复制陷阱预防（脑裂、故障转移）、扩展性限制规划（1亿行分片、Autovacuum监控）为付费版专享功能。

依赖说明

运行环境

• Agent平台: 支持SKILL.md的任意AI Agent（ Code / Cursor / Codex / CLI等）
• 操作系统: Windows / macOS / Linux

依赖项

API Key 配置

需要配置对应API Key，详见上文环境配置章节

可用性分类

• 分类: MD+EXEC（）

API Key配置方式:

export API_KEY="${API_KEY:?请设置环境变量}"

配置后需重启会话或开启新终端生效。API Key应妥善保管,避免泄露到版本控制系统。

使用流程

1. 场景识别：判断当前属于连接、事务、查询还是完整性问题
2. 陷阱匹配：在对应类别中查找匹配的陷阱描述与规避方案
3. 方案选择：根据数据库类型选择具体实现命令
4. 执行验证：按方案执行后验证结果

示例

示例1：避免丢失更新

-- 错误: 读-改-写无锁，并发下丢失更新
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 读到 balance=100
UPDATE accounts SET balance = 80 WHERE id = 1;  -- 丢失了另一事务的扣减

-- 正确: 使用 SELECT FOR UPDATE 悲观锁
BEGIN;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1 FOR UPDATE;  -- 加行锁
UPDATE accounts SET balance = balance - 20 WHERE id = 1;
COMMIT;

示例2：金额存储

-- 错误: 浮点数存金额（舍入误差）
CREATE TABLE bad_orders (total FLOAT);  -- 0.1+0.2 = 0.30000000000000004

-- 正确: DECIMAL 精确存储
CREATE TABLE good_orders (total DECIMAL(10,2));  -- 0.10+0.20 = 0.30

示例3：避免N+1查询

# 错误: N+1查询（100个订单 = 101次查询）
orders = Order.objects.all()
for order in orders:
    print(order.customer.name)  # 每次循环1次查询

# 正确: 预加载（2次查询）
orders = Order.objects.select_related('customer').all()
for order in orders:
    print(order.customer.name)  # 无额外查询

错误处理

常见问题

Q1: 为什么浮点数不能存金额？

A: IEEE 754浮点数无法精确表示十进制小数。0.1 + 0.2 在浮点数中等于 0.30000000000000004。必须使用 DECIMAL(10,2) 或整数分存储。

Q2: 如何避免N+1查询？

A: 使用ORM的预加载功能（如Django的 select_related / prefetch_related），将关联数据通过JOIN一次性查出，避免循环中逐条查询。

Q3: 连接池应该设置多大？

A: 建议从 pool_size = 10 开始，根据监控调整。Serverless环境的高级连接池方案（RDS Proxy、PgBouncer）为付费版专享功能。

Q4: 如何安全地修改表结构？

A: Schema变更安全策略（带默认值加列的三步法、CREATE INDEX CONCURRENTLY、列重命名与删除顺序）为付费版专享功能。免费版建议在低峰期执行Schema变更，并做好备份。

Q5: 单表超过1亿行怎么办？

A: 扩展性限制规划（分片策略、Autovacuum监控、统计信息更新）为付费版专享功能。免费版建议先尝试按时间或哈希分区表。

已知限制

• 免费版不包含Schema变更安全策略
• 免费版不包含备份与恢复优选实践
• 免费版不包含复制陷阱预防（脑裂、故障转移重连）
• 免费版不包含扩展性限制规划（1亿行分片、IOPS瓶颈监控）
• 免费版不包含高级事务陷阱（MVCC锁膨胀、只读事务阻塞清理）
• 免费版不包含大IN子句与COUNT(*)优化
• 升级至付费版可解锁全部8大类陷阱与规避方案

安全注意事项

使用前请确认已阅读依赖说明章节，确保运行环境满足安全要求。

效率量化分析

差异化对比

核心功能

• 自动化执行: 基于指令驱动的自动化流程
• 文件处理: 支持多种文件格式的读取、解析和写入操作
• API集成: 通过标准化接口调用外部服务并处理响应
• 命令执行: 在安全沙箱中执行系统命令并收集结果
• 信息检索: 快速搜索和过滤目标数据