PostgreSQL 18 andmebaasisüsteemi väljaanne

Pärast aastast arendust on avaldatud uus stabiilne PostgreSQL andmebaasi versioon 18. Uue versiooni värskendusi antakse välja järgmise viie aasta jooksul kuni novembrini 2030. PostgreSQL 13.x, kõige vanema toetatava versiooni toetus, lõpetatakse 13. novembril.

Põhilised uuendused:

• Taas on lisatud asünkroonse sisendi/väljundi alamsüsteem, mis suurendab sisendi/väljundi läbilaskvust ja kõrvaldab viivitused. Lisaks platvormideülesele universaalsele AIO (io_method=worker) teostusele, mis põhineb mitme töötlemisprotsessi (vaikimisi 3) täitmisel, saab Linuxis kasutada asünkroonse sisendi/väljundi liidest io_uring (io_method=io_uring), mis on toetatud alates Linuxi kärgest 5.1. Asünkroonne sisendi/väljund on hetkel tööprotsesside kiirendamiseks rakendatud ainult mõnede failisüsteemist andmete lugemisega seotud toimingute jaoks, nagu järjestikune skaneerimine, indeksite bittide kaardistamine ja puhastamine (vacuum). Mõnedes testides toob AIO kasutamine kuni 2-3 korda suurema jõudluse. Kirjutamisoperatsioonid jätkuvad sünkroonsete protsesside kaudu ACID-nõuete täitmiseks.
• Realiseeriti «skip scan» optimeerimine mitme veeru indeksites, mille tõttu saab indeksit kasutada mitte ainult esimese indekseeritud veeru ja kõigi veergude täieliku sidumise kontrollimiseks, vaid ka indekseeritud teiste veergude eraldi töötlemiseks. Näiteks varem B-puu indeksi loomisel veergudele «(status, date)» rakendati indeks vaid päringutele, mis kontrollisid «status» välja või mõlemat välja «status» ja «date», kuid kui päringus kontrolliti ainult välja «date», tehti tabeli sisu skaneerimine. «Skip scan» režiim võimaldab teatud olukordades indeksi skaneerimist päringus, kus kontrollitakse ainult välja «date». Režiimi rakendatakse ainult B-puu indeksite puhul, kui päringus kasutatakse tingimuslikku operaatorit «=» indekseeritud välja suhtes, olukordades, kus puuduval väljal on väike arv erinevaid väärtusi (näiteks optimeerimine töötab, kui välja «status» omab mõnda kindlat väärtust).
• On lisatud optimeerimised, mis kasutavad indekse tõhusamalt päringutes, mis sisaldavad konstruktsioone "OR" ja "IN (...)" plokis "WHERE", samuti parandavad tabelite ühendamise planeerimise ja täitmise töökindlust (nt kiirus on suurenenud nii räsihäälte ühendamise korral kui ka sisselülitatud inkrementaalse sortimise korral tabelite ühendamisel).
• On lisatud GIN (Generalized Inverted Index) indeksite ehitamise paralleelset toetust, mida kasutatakse komposiitväärtuste, näiteks massiivide indekseerimiseks, ja täistekstiandmete või JSON-struktuuride otsingu korraldamiseks.
• On lisatud võimalus luua materialiseeritud vaateid ja võtmeid tabelite sektsioneerimiseks unikaalsete indeksitega, mis ei kasuta B-tree struktuuri.
• On suurenenud üldine lukustuste jõudlus päringute puhul, mis töötavad suure arvu tabelitega, ning parendatud on sektsioneeritud tabelite päringute töötlemist, mis kiirendavad kasutamata sektsioonide filtreerimist ja ühendamisoperatsioone (JOIN).
• Kiirus on suurenenud tekstiga seotud toimingutes, nagu suur- ja väiketähtedeks muutmise funktsioonid. Lisatud on PG_UNICODE_FAST režiim Unicode-märkide kohalike omaduste arvestuse kiirendamiseks.
• Rakendatud on võimalus säilitada päringuplaanide statistikat pärast versiooniuuendusi suurte PostgreSQL versioonide vahel. See muudatus aitab vältida ressursside intensiivset „ANALYZE“ operatsiooni pärast uue versiooni käivitamist, mille käigus on andmebaasi jõudlus langenud.
• Parandatud on pg_upgrade tööriista jõudlust, mis automatiseerib üleminekut uuele PostgreSQL versioonile. Optimeerimised on eriti silmatorkavad andmebaaside uuendamisel, mis sisaldavad suures koguses objekte, nagu tabelid ja järjestused. Pg_upgrade töö kiirendamiseks on licatud ka lipp „—jobs N“, mis võimaldab N niidi tõhusat kontrollimist, ja lipp „—swap“, mis asendab andmekaustad täielikult ilma viidete, koondamise või failide kopeerimiseta.
• Virtuaalsed genereeritud veerud, mille väärtused arvutatakse jooksvalt päringute täitmise käigus, ilma et neid diskil säilitataks, saavad nüüd toetust. Kui "CREATE TABLE…" lauses on genereeritud veergude jaoks kasutatud ainult märksõna "GENERATED" ilma tüüpide (STORED või VIRTUAL) täpsustamiseta, rakendatakse uus variant vaikimisi vanade lahenduste asemel. Vanas lahenduses genereeriti väärtused "INSERT" või "UPDATE" operatsioonide ajal ja säilitati diskil edasisteks kasutamiseks. Virtuaalsete genereeritud veergude puuduseks on nende kasutamise võimatus indeksites, kuid eeliseks on andmete normaliseerimise ja muudatuste tegemise võimalus jooksvalt (mis on asjakohane JSON-andmete töötlemisel). Mis puutub klassikalistesse salvestatud genereeritud veergudesse, siis uus versioon toetab nende jaoks loogilist replikatsiooni.
• INSERT, UPDATE, DELETE ja MERGE käskudes on nüüd võimalik väljastada varasemaid (OLD) ja praeguseid (CURRENT) väärtusi RETURNING väljendis. Näiteks: "UPDATE… RETURNING WITH (OLD AS o, NEW AS n) o.*, n.*.".
• Lisatud on uuidv7() funktsioon, mis genereerib juhuslikke unikaalseid identifikaatoreid UUIDv7 formaadis. Erinevalt vanast UUID genereerimise funktsioonist (gen_random_uuid), mis on nüüd saadaval ka nime all uuidv4(), sisaldab UUIDv7 lisaks juhuslikule väärtusele ka genereerimise aega. UUID väärtuste järjestatud osade olemasolu (esimesed 12 symbolit tähistavad ajastut ja järgnev 18 juhuslikku väärtust) parandab sortimise ja indekseerimise efektiivsust, mis on oluline, kuna UUID-d kasutatakse tavaliselt peamisteks võtmeteks (näiteks võtmed, mis on loodud samaaegselt, paigutatakse indeksi lähedale).
• LIKE operatsioonis on toetatud tekstivõrdlemise, kus kasutatakse määramatuid lokaadi omadusi "collation", mis võimaldavad teostada tähenduspõhiseid võrdlusi (nt võrdlemisel võib rõhku mitte arvesse võtta). Lisatud on CASEFOLD funktsioon, mis muudab symbolite suurust lokaadi omaduste "collation" alusel (nt mõned sümbolid võivad omada rohkem kui kahte väikese kirjaga varianti või võrdlemisel võib olla vajalik muuta need suurteksti, mitte väikesteks).
• Lisatud on ajapiirangute (temporal constraint) kasutamise võimalus. "PRIMARY KEY" ja "UNIQUE" väärtustes ajapiirangute lisamiseks tuleks kasutada väljendit "WITHOUT OVERLAPS", samas kui "FOREIGN KEY" väärtuses kasuta väljendit PERIOD. Näiteks, kui määratleda põhivõtmeid, saab piirata võtmeid, millel on kattuvad ajavahemikud.
• Lisatud käsk „CREATE FOREIGN TABLE … LIKE command“ väliste tabelite skeemi loomiseks, põhinedes kohaliku tabeli määratlemisel.
• Lisatud tugi andmebaasiühendusele, kasutades OAUTH 2.0 autentimist, rakendades juurdepääsutokenit parooli asemel. OAUTH kasutamine võimaldab mitte salvestada paroole andmebaasis, tuvastada kasutajaid väliste teenuste kaudu ning kasutada selliseid võimalusi nagu kahefaktoriline autentimine ja ühtne sisenemine (SSO).
• Lisatud funktsioon ssl_tls13_ciphers(), mille kaudu saab määrata TLSv1.3 protokolliga ühenduse loomisel lubatud krüptimisalgoritmide loendi.
• Toetatuks, mis on plaanis eemaldada, on md5 algoritmi abil toimuv autentimine paroolide hasheerimiseks. Soovitame kasutada SCRAM (SCRAM-SHA-256) algoritmi, mis ilmus PostgreSQL 10-s. Samuti on rakendatud SCRAM-põhise autentimise edastamise tugi, kui ühendatakse väliste PostgreSQL serveritega läbi postgres_fdw ja dblink.
• Teostades käsku „EXPLAIN ANALYZE”, on tagatud teabe väljastamine indeksite otsinguoperatsioonide arvu kohta indeksi skaneerimise ajal ja andmemälu viidete arvu kohta päringu täitmisel. Outputile „EXPLAIN ANALYZE VERBOSE” on lisatud statistika CPU, WAL-i logi ja lugemisoperatsioonide intensiivsuse kohta. Tabelisse pg_stat_all_tables on lisatud info, mis käsitleb aega, mis kulutati VACUUM ja tabelite analüüsile. Pakutud on statistikat, mis käsitleb sisendi/väljundi intensiivsust ja WAL-logi koormust eraldi ühenduste lõikes. pg_stat_subscription_stats ja logidesse on lisatud teave uute kirjutamiste operatsioonide konfliktide diagnoosimise kohta ajaliste replikatsioonide teostamisel.
• Uutes installatsioonides on vaikimisi lubatud kontrollsummade kasutamine salvestatud andmete terviklikkuse kontrollimiseks. Selle käitumise tühistamiseks tuleb initdb käivitamisel kasutada suvandit „—no-data-checksums”.
• Tööriistale pg_createsubscriber on lisatud lipp „—all”, mis võimaldab luua looge-replikatsioonid ühe käsuga kõigi andmebaaside jaoks.
• On rakendatud uus versioon (3.2) protokollist, mida kasutatakse väliste tööriistade suhtlemiseks andmebaasi haldamise süsteemiga ja mis on teostatud teegis libpq. Eelmine protokolli uuendus toimus PostgreSQL 7.4-s (2003. aasta). Teegis libpq jätkab vaikimisi versiooni 3.0 kasutamist.

Allikas: opennet.ru