Издаване на СУБД PostgreSQL 18

След година на разработки беше публикувано ново стабилно издание на СУБД PostgreSQL 18. Актуализациите за новата версия ще излизат в продължение на пет години до ноември 2030 година. Поддръжката на PostgreSQL 13.x, най-старата от поддържаните версии, ще бъде прекратена на 13 ноември.

Основни нововъведения:

• Добавена е подсистема за асинхронен вход/изход, позволяваща увеличаване на пропускателната способност и избавяне от закъснения. Освен универсалната реализация на AIO (io_method=worker), налична на всички платформи, основана на изпълнението на няколко процеса-обработчици (по подразбиране 3), в Linux може да се използва интерфейсът за асинхронен вход/изход io_uring (io_method=io_uring), поддържан от ядрото на Linux 5.1. Асинхронният вход/изход в момента е активен само за ускоряване на изпълнението на определени операции, свързани с четене на данни от файловата система, като последователно обхождане, сканиране на битовата карта на индексите и извършване на почистване (vacuum). В някои тестове използването на AIO води до увеличение на производителността от 2 до 3 пъти. Операциите за запис продължават да се изпълняват в синхронен режим, за да бъдат удовлетворени изискванията на ACID.
• Реализирана е оптимизация «skip scan» в многоколоночни индекси, благодарение на която индексът може да бъде използван не само за проверка на първата индексирана колона и пълното свързване на колоните, но и за обработка поотделно на останалите индексирани колони. Например, преди това при създаването на B-tree индекс над колоните «(status, date)» индексът се прилагаше само за заявки, проверяващи полето «status» или и двете полета «status» и «date», а при проверка в заявката само на полето «date» се извършваше сканиране на съдържанието на таблицата. Режимът «skip scan» позволява в определени случаи да се сканира индексът при заявка само за полето «date». Режимът се прилага само за индекси «B-tree» при използване в заявката на условен оператор «=» върху индексираното поле, в ситуации, когато пропуснатото поле има малко различни стойности (например оптимизацията ще сработи, ако полето статус «status» има няколко фиксирани стойности).
• Добавени са оптимизации, които по-ефективно използват индексите за заявки, съдържащи конструкции «OR» и «IN (…)» в блока «WHERE», а също така увеличават производителността на планирането и изпълнението на обединение на таблици (например, ускорен е кодът за сливане на хешове и е разрешено използването на инкрементално сортиране при сливане на таблици).
• Добавена е поддръжка за паралелизация на изграждането на индекси GIN (Обобщен инвертиран индекс), които се използват за индексирване на сложни стойности, като масиви, и организиране на търсене в документи с пълен текст или структури JSON.
• Добавена е възможност за създаване на материализирани представяния и ключове за разпределение на таблици с уникални индекси, които не използват структура B-tree.
• Повишена е общата производителност на блокировките при заявки, работещи с многобройни таблици, а също така са внесени подобрения в обработката на заявки към разпределени таблици, които ускоряват отстраняването на неизползвани секции и операции с обединяване (JOIN).
• Ускорени са операциите с текст, като функции за преобразуване в горен/долен регистър. Добавен е режим PG_UNICODE_FAST за ускоряване на обработката на свойства на местоположението на Unicode символите.
• Реализирана е възможност за запазване на статистика на планиращия модул след обновление между значителни версии на PostgreSQL. Това изменение позволява да се избегне изпълнението на ресурсоемка операция «ANALYZE» след стартиране на нова версия, до завършването на която се наблюдава спад в производителността на СУБД.
• Повишена е производителността на утилитата pg_upgrade, която се използва за автоматизация на прехода към нова значителна версия на PostgreSQL. Оптимизациите са особено видими при обновление на БД, съдържащи голям брой обекти, като таблици и последователности. За ускоряване на работата на pg_upgrade е добавен флаг «—jobs N» за паралелизация на проверките в N потока и флаг «—swap» за замяна на директории с данни, без да се правят референции, клониране или копиране на файлове.
• Добавена е поддръжка на виртуални генерирани колони, чиито стойности се изчисляват в реално време по време на изпълнението на заявките, без да се запазват на диск. Ако в изявлението „CREATE TABLE…“ за генерираните колони е посочено само ключовото слово „GENERATED“ без уточняване на типа (STORED или VIRTUAL), то новият вариант се прилага по подразбиране вместо старата реализация. В старата реализация стойностите се генерираха по време на изпълнението на операциите „INSERT“ или „UPDATE“ и се запазваха на диск за последваща употреба. Недостатък на виртуалните генерирани колони е невъзможността да се използват в индекси, а предимството е възможността за нормализация и промяна на данните в реално време (актуално при работа с данни JSON). Що се отнася до класическите хранилища за генерирани колони, в новото издание е осигурена поддръжка на логическа репликация.
• В командите INSERT, UPDATE, DELETE и MERGE е реализирана възможността за извеждане на предишни (OLD) и текущи (CURRENT) стойности в израза RETURNING. Например, „UPDATE… RETURNING WITH (OLD AS o, NEW AS n) o.*, n.*.“.
• Добавена е функция uuidv7() за генериране на случайни уникални идентификатори във формат UUIDv7. В отличие от старата функция за генериране на UUID (gen_random_uuid), която сега е допълнително налична под името uuidv4(), в UUIDv7 освен случайна стойност се включва и времето на генериране. Наличието на подредени части в стойността UUID (първите 12 символа — епохално време, а следващите 18 — случайна стойност) повишава ефективността на сортиране и индексиране, което е актуално, тъй като UUID обикновено се използват за първични ключове (например, ключовете, създадени в близко време, се поставят един до друг в индекса).
• В операцията „LIKE“ е реализирана поддръжка на съвпадения с текст, в които се използват недетерминирани свойства на локализацията „collation“, позволяващи съвпадения с оглед на смисъла на символите (например, при сравнение може да не се взема под внимание ударението). Добавена е функция CASEFOLD за промяна на регистъра на символите с оглед на свойствата на локализацията „collation“ (например, някои символи имат повече от два варианта на малки букви или при сравнение изискват преобразуване в главни букви, а не в малки).
• Добавена е възможност за използване на времеви ограничения (temporal constraint). В стойностите «PRIMARY KEY» и «UNIQUE» за добавяне на времеви ограничения следва да се използва изразът «WITHOUT OVERLAPS», а в стойността «FOREIGN KEY» — изразът PERIOD. Например, при определяне на основни ключове, можете да ограничите ключовете с припокриващи се интервали от време.
• Добавена е команда «CREATE FOREIGN TABLE … LIKE command», за да се създаде схема на външната таблица на базата на определението на локалната таблица.
• Добавена е поддръжка за свързване към СУБД, използвайки удостоверяване на базата на OAUTH 2.0 с прилагане на токен за достъп вместо парола. Използването на OAUTH позволява да не се съхраняват пароли в БД, а да се идентифицират потребителите чрез външни услуги, както и да се използват възможности като двуфакторно удостоверяване и единна точка на достъп (SSO).
• Добавена е функция ssl_tls13_ciphers(), чрез която можете да определите списък с допустимите алгоритми за криптиране при свързване с протокол TLSv1.3.
• Подкрепата за удостоверяване с помощта на алгоритъм md5 за хеширане на пароли е класифицирана като остаряла и планирана за премахване. Вместо md5 се препоръчва да се прилага алгоритъм SCRAM (SCRAM-SHA-256), въведен в PostgreSQL 10. Освен това се отбелязва реализирането на поддръжка за пренасочване на удостоверяване на базата на SCRAM при свързване чрез postgres_fdw и dblink към външни PostgreSQL сървъри.
• При изпълнение на операцията «EXPLAIN ANALYZE» се осигурява извеждане на информация за броя операции за търсене в индексите при сканиране на индекса и броя на достъпите до буферите при изпълнение на запитването. В изхода «EXPLAIN ANALYZE VERBOSE» е включена статистика за CPU, WAL-журнала и интензивността на операциите за четене. В таблицата pg_stat_all_tables са добавени сведения за времето, изразходвано за операцията VACUUM и анализ на таблиците. Предоставена е статистика за интензивността на входно-изходните операции и натоварването на WAL-журнала по отделни връзки. В pg_stat_subscription_stats и логовете е добавена информация с диагностика на конфликтите при изпълнение на операции за запис по време на логическа репликация.
• В новите инсталации по подразбиране е включено използването на контролни суми за проверка на целостта на съхраняваните данни. За да се отмени това поведение, при стартиране на initdb е необходимо да се посочи опция «—no-data-checksums».
• В полезната програма pg_createsubscriber е добавен флаг «—all» за създаване на логически реплики с една команда за всички бази данни.
• Реализирана е нова версия (3.2) на протокола, използван за взаимодействие на външни приложения със СУБД и реализиран в библиотеката libpq. Последното обновление на протокола е направено в PostgreSQL 7.4 (2003 година). В библиотеката libpq по подразбиране продължава да се използва версия 3.0.

Източник: opennet.ru