PostgreSQL 数据库的前世此生

编辑：IT大咖说

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本文内容来源于Digoal(德哥)在PostgreSQL2016中国用户大会（大象会）上的主题演讲，IT大咖说为PostgreSQL 中国社区合做的视频知识分享平台。

内容摘要

PostgreSQL是以加州大学伯克利分校计算机系开发的 Posrgres，如今已经改名为PostgreSQL。它是一个自由的对象-关系数据库服务器(数据库管理系统)，它在灵活的 BSD-风格许可证下发行。PostgreSQL 中国社区发起人之一Digoal为咱们带来PostgreSQL 前世此生、社区理念以及阿里云PostgreSQL内核优化。

嘉宾分享视频地址：t.cn/RorS35x

PostgreSQL前世此生

我在2015年加入了阿里云，并在阿里巴巴内部推广PostgreSQL。若是你原来使用的是那种相对较弱的其余数据库，用了PostgreSQL以后你会发现，原来数据库能够能够这么强大。

PostgreSQL发展历史

PostgreSQL在1973年还处于一个浑沌初开的年代，在那个年代你们并不了解数据库。很不幸的是，在1982年的时候ingres就闭源了，走上了商业化的道路。

PostgreSQL真正诞生于二十世纪八十年代，它沿用了ingres不少的思想。到了1995年，两位华人把PostgreSQL的SQL引擎改掉以后，正式社区化了。在1995年的时候它是一个“金蝉脱壳”的状态。PostgreSQL今后诞生了。

版本迭代

从最初的版本PG95到如今，基本上它每一年会发一个大的版本，每三个月左右可能会出一个小版本。咱们今天所看到的已经release出来的最新版本是9.6的版本。

我会将整个PostgreSQL从诞生到9.6中间这些过程里的一些里程碑和你们分享一下。

7.2版本

PostGIS：

穿越回2002年，从这个版本开始就出现不少平常使用中会接触到的一些特性。好比在02年的时候它已经支持GIS，到如今GIS在民用里已经很是普遍了。这里用得最多的是二维或是根据经纬度作一些距离的搜索。

但PG和其余诞生于互联网的数据库的地理位置信息处理不太同样，它还作了像raster这种数据类型的处理，在军工、科研的领域要求就比较高。

对于二维的类型，好比它支持点面判断、支持距离的计算等等，这种运算在数据库里面都实现。因此说它的支持比较完备。

另一个就是索引。对一个数据库来讲，真正的支持一个数据类型，除了可以input、output，可以支持计算以外，还须要加一个索引。

最后就是函数。能使用本身编写的UDF或者内置的UDF去处理数据类型，这样对一个数据库来讲才可以真正称得上支持这个数据类型。所以PostGIS在PostgreSQL里面真正作到了一个对数据类型的支持。

8.4版本

窗口查询-数据透视：

从2002年飞越到2009年，发布8.4版本的时候就已经支持窗口查询。

好比根据学生的学号在不一样窗口里查它数据的属性。要查省里排名第一的人，以及跟第一的人名次分值差异是多少。另外还有一个窗口，好比这个城市或者学校里又会有和那个窗口里第一名的差距。若是说没有语法支持的话，得跟数据库交互不少次才可以知足业务上的需求。跟数据库交互有很大开销，因此在这一块有窗口查询功能是比较好的。

递归查询-支持树形结构数据：

另一个就是递归查询。好比要根据数据结构从某一个节点往上或往下推出来它对应的节点，使用递归查询就能够很方便的来完成这个需求。

递归查询：优化count(distinct)

递归查询还有另一个好处，它能够作一个收敛的查询。在数据稀疏的状况下，利用递归查询和直接count(distinct)的性能差别是很是大的。

并行恢复：

当时支持了逻辑层面的并行恢复。

9.0版本

异步流复制：

在9.0的时候支持了异步流复制，基本上能够作到毫秒级的延迟，跟网络环境固然也是息息相关的。同时它支持一组多备、支持备库的read only。并且备库的read only不会影响redo。最重要的一点是这种方式它是物理一致的，不是逻辑一致。由于逻辑上保证一致性仍是有比较大的风险，比较容易出现主备不一致的问题。可是物理上基本上就不会有这样的问题。

快速大版本升级：

把一个数据库分为两个数据的种类。一个是这个元数据，另一个就是数据文件。大版本的升级实际上只须要把元数据拷贝到新的版本里去，数据文件不用拷过去，因此这个升级是很快的。

那么最后是要作一个统计信息的从新收集。由于大版本的升级每每是统计信息的元数据有可能会变，统计信息会在新版本里面失效，因此在新版本里就得从新去生成统计信息。生成统计信息的速度仍是比较快的。

9.1版本

同步流复制：

9.1在流复制这一块加了一个同步的功能，用户能够根据事务可靠性要求，选择本事务是否须要同步复制。

KNN查询索引支持：

针对近邻查询作了一个索引的支持。好比要根据经纬度去查询最近的用户，或者根据数值查询最相邻数值，以及根据文本类似度查询最类似文本。

像探探、陌陌这种应用里一个最核心的诉求，就是根据距离查询用户。

FDW接口：

在一家比较大的企业里，可能会用到不少数据库的品种。如今有了FBW以后的话，对应用来讲，它会更加轻松了。能够经过外部的访问接口直接去透传到远端的数据库。

9.2版本

GiST取代B-Tree用于范围匹配查询：

传统B-Tree的查询效率比较低，而GiST能够存一个范围的数据类型，使用这个索引检索，能够达到八万TPS，性能提高很是明显。

JSON支持：

JSON在9.2的时候仅支持数据的存取，同时可以使用JavaScript语言处理数据类型，因此在9.2的时候JSON的支持是不完美的。

级联复制：

在9.2的时候还推出了级联复制。它的好处是提升了效率，减轻了负担。

9.3版本

物化视图：

9.3支持了物化视图。假如要频繁查询某一份大数据里某些维度的数据，而且要带上一些比较奇怪的条件。以往可能要在全范围的数据里面去作检索，如今能够把它作成一个物化视图，以后去这个物化视图里查询数据。

可写FDW：

FDW已经支持可写了。如今不只仅能够读过来，还能够写过去，这也为sharding打下了一个基础。

事件触发器：

9.3还有一个特性叫事件触发器。它其实做用很是多，好比逻辑复制里面的DDL没法复制，可能要作一些堵塞式的操做。使用事件触发器的话，操做就比较方便。

另外它还有一个很好的做用，就是在企业里面，DBA是很难控制的。一般咱们是把DBA的行为记录下来，可是不能避免它去作一些DDL的动做。那么使用事件触发器，它就可以控制。这个实际上是对DBA的一种保护。

9.4版本

JSONB：

JSONB是真正一个完备的支持，如今除了IO以外，还有了OP、AM、func来支持它。

它能够作任意KEY或者value的索引支持。

在value里它支持numeric、string、time、array等，包括经常使用的JSON类型查询、构造符都支持。

多master复制：

多Master基于redo的逻辑复制，是9.4的一个新特性。

防止雪崩：

使用缓存预热的插件能够抵御雪崩效应，响应时间保持平稳。

高效（秒、毫秒级）模糊检索、分词：

PG支持和搜索引擎同样的功能，即便先后都遮挡了，PostgreSQL也能把它查出来。

9.5版本

流式数据-块级索引BRIN：

在物联网里有不少传感器，这些传感器会不停发数据上来，常常要处理和时间维度相关的数据。所以时间维度和存储数据的线性相关性是很强的，在这种状况下就能够作块级索引。

GIS数据结合窗口、多维分析：

避免了冗余扫描和计算，每一个大范围的数据只须要扫一次；解决灵活多变的多维透视需求。

同时也解放了程序员的双手，一次性统计出全部可能产生的维度。

9.6版本

并行计算-精准营销：

加了基于CPU的并行计算以后，不少企业作报表的时候能够在PG里用上全部资源，就不须要把数据同步出去来处理。

金融级-多副本可靠性：

支持任意副本，提供了很是高的可靠性要求副本。

前端-任意维度勾选：

Bloom，gin，任意索引bitmap合并等技术解决任意列组合查询的效率和弹性问题。

10版本

10版本预计2017金秋全新发布，敬请期待…

其它插件

GIS业务-最佳路径计算

图像搜索

基因测序

3D数据处理

一条SQL搞定聚类分析

线性回归例子

机器学习UDF库

一条SQL搞定流式实时处理

超轻锁-秒杀特性

数据库编程能力

估值计算

文本挖掘-类似度

物联网-旋转门压缩

PostgreSQL社区理念

PostgreSQL将是继ingres以后又一个改变世界的产品。

阿里云PostgreSQL内核优化

阿里云ApsaraDB for PostgreSQL正在努力将数据库与其余云产品实现更好的衔接和配合。经过oss_fdw插件，使得PostgreSQL能够和云端对象存储配合使用，将冷数据存入oss，实现冷热分离和多实例数据共享。将来将与其余更多云端组件进行衔接。

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