PostgreSQL 18 andmebaasisüsteemi väljalase

Pärast aasta arendust on avaldatud uus stabiilne PostgreSQL 18 andmebaasi versioon. Uuendusi uue versiooni jaoks ilmub viie aasta jooksul kuni novembri 2030. aastani. PostgreSQL 13.x, vanima toetatud versiooni, tugi lõpeb 13. novembril.

Peamised uuendused:

• Lisatud on asünkroonse sisendi/väljundi alamsüsteem, mis võimaldab suurendada sisendi/väljundi läbilaskevõimet ja vältida viivitusi. Lisaks kõigil platvormidel saadaval oleva AIO (io_method=worker) universaalse teostuse, mis põhineb mitme töötlejate protsessi täitmisel (vaikimisi 3), saab Linuxis kasutada asünkroonse sisendi/väljundi liidest io_uring (io_method=io_uring), mis on toetatud alates Linuxi kärgest 5.1. Asünkroonset sisendi/väljundit kasutatakse praegu ainult failisüsteemist andmete lugemisega seotud operatsioonide, nagu järjestikune läbimine, indeksikäsu skaneerimine ja hooldus (vacuum), kiirendamiseks. Mõnes testis toob AIO rakendamine kaasa jõudluse suurenemise 2-3 korda. Kirjutamise operatsioonid jätkuvad sünkroonselt ACID nõuete täitmiseks.
• Rakendatud on „skip scan“ optimeerimine mitme veeru indeksites, tänu millele saab indeksit kasutada mitte ainult esimese indekseeritud veeru ja veergude täieliku sidumise kontrollimiseks, vaid ka eraldi indekseeritud veergude töötlemiseks. Näiteks varem, kui loodi B-tree indeks veergudele „(status, date)“, kasutati indeksit ainult päringute jaoks, mis kontrollisid välja „status“ või mõlemat välja „status“ ja „date“, ning kui päringus kontrolliti ainult välja „date“, toimus tabeli sisu skaneerimine. „Skip scan“ režiim võimaldab teatud olukordades indeksi skaneerimist, kui päringus kontrollitakse ainult välja „date“. Režiimi rakendatakse ainult „B-tree“ indeksite puhul, kui päringus kasutatakse indekseeritud välja üle tees, kui vahele jääv väli omab väheseid erinevaid väärtusi (näiteks optimeerimine toimib, kui väli „status“ omab mitmeid kindlaid väärtusi).
• Lisa on optimeeritud indeksite tõhusamat kasutamist päringutes, mis sisaldavad konstruktsioone "OR" ja "IN (…)" kus klause, samuti on parendatud tabelite ühendamise planeerimise ja täitmise jõudlust (näiteks on kiirendatud ristiühendamise koodi ja lubatud kasutada inkrementeerivat sortimist tabelite ühendamisel).
• Lisatud tugi GIN (Generalized Inverted Index) indeksite paralleelse ehitamise toetamiseks, mida kasutatakse keerukate väärtuste, nagu massiivide, indekseerimiseks ja täieliku tekstiotsingu või JSON-struktuuride otsingu korraldamiseks.
• Lisatud võimalus luua materjaliseeritud vaateid ja võtmeid sektsioonideks jagatud tabelites, mille unikaalsed indeksid ei kasuta B-tree struktuuri.
• Tõsteti üldist lukustusjõudlust päringute jaoks, mis töötavad suure arvu tabelitega, samuti tehti parandusi sektsioonideks jagatud tabelite päringute töötlemisel, kiirendades mittekasutatavate sektsioonide filtreerimist ja koosliitmist (JOIN).
• Kiirendatud tekstioperatsioonid, nagu ülemineku- ja alatiste funktsioonid. Lisatud PG_UNICODE_FAST režiim Unicode-märkide lokaalide omaduste arvestuse kiirendamiseks.
• Rakendatud võimalus salvestada päringute planeerija statistika pärast uuendust oluline PostgreSQL versioonide vahel. See muudatus võimaldab vältida ressursside intensiivse "ANALYZE" operatsiooni täitmist pärast uue versiooni käivitamist, mille jooksul täheldatakse andmebaasi jõudluse langust.
• Tõstetud pg_upgrade utiliidi jõudlust, mida kasutatakse PostgreSQL-i uue suurversiooni automaatseks üleminekuks. Optimeerimised on eriti märgatavad andmebaasi uuendamisel, mis sisaldab suurt hulka objekte, nagu tabelid ja järjestused. pg_upgrade töö kiirendamiseks on lisatud ka "—jobs N" lipu toetamine, et võimaldada N lõime kaudu paralleelset kontrollimist ja "—swap" lipp, et asendada andmefailide kataloogid täielikult ilma viidatud, kloonimise ja failide kopeerimiseta.
• Lisatud tugi virtuaalsete genereeritavate veergude jaoks, mille väärtused arvutatakse jooksvalt päringute täitmisel, ilma kettale salvestamata. Kui lausungis „CREATE TABLE…“ on genereeritavate veergude jaoks määratud ainult võtmesõna „GENERATED“ ilma tüübi täpsustamiseta (STORED või VIRTUAL), siis rakendatakse uus variant vaikeväärtusena vana rakenduse asemel. Vanas rakenduses genereeriti väärtused „INSERT“ või „UPDATE“ toimingute täitmise ajal ja salvestati kettale edasiseks kasutamiseks. Virtuaalsete genereeritavate veergude puuduseks on, et neid ei saa kasutada indeksites, aga plussiks on võimalus andmete normaliseerimiseks ja muutmiseks jooksvalt (see on asjakohane, kui töötatakse JSON-andmetega). Mis puutub klassikalistesse salvestatud genereeritavatesse veergudesse, siis on uues versioonis neile tagatud loogilise replikatsiooni tugi.
• INSERT, UPDATE, DELETE ja MERGE käskudes on rakendatud võimalus tootmisprotsessis välja tuua möödunud (OLD) ja praegused (CURRENT) väärtused lauses RETURNING. Näiteks: „UPDATE… RETURNING WITH (OLD AS o, NEW AS n) o.*, n.*.“.
• Lisatud funktsioon uuidv7() juhuslike ainulaadsete identifikaatorite genereerimiseks UUIDv7 formaadis. Erinevalt vanast UUID genereerimise funktsioonist (gen_random_uuid), mis on nüüd lisaks saadaval nime all uuidv4(), sisaldab UUIDv7 juhusliku väärtuse kõrval ka genereerimise aega. UUID väärtuses oleva järjestatud osa olemasolu (esimesed 12 sümbolit — ajatemper, järgnevad 18 — juhuslik väärtus) suurendab sorteerimise ja indekseerimise efektiivsust, mis on asjakohane, kuna UUID-d kasutatakse tavaliselt peamisteks võtmeteks (näiteks, lähedal asuvad ajaliselt loodud võtmed on indeksis üksteise lähedal).
• LIKE operatsioonis on rakendatud tugi tekstipõhistele vastetele, mis kasutavad määratlemata lokaalsuse omadusi „collation“, võimaldades teha vasteteid, võttes arvesse sümbolite tähendust (näiteks võib võrreldes mitte arvesse võtta rõhku). Lisatud on CASEFOLD funktsioon sümbolite suuruse muutmiseks, võttes arvesse lokaalsuse omadusi „collation“ (näiteks mõned sümbolid võivad omada rohkem kui kahte väikesekirja varianti või nõuda võrreldes suurte tähtede muutmist madalate asemel).
• Lisatud on ajapiirangute (temporal constraint) kasutamisvõime. "PRIMARY KEY" ja "UNIQUE" väärtuste puhul ajapiirangute lisamiseks tuleks kasutada väljendit "WITHOUT OVERLAPS", "FOREIGN KEY" väärtuse puhul aga väljendit PERIOD. Näiteks esmane võtmete defineerimisel on võimalik piiritleda võtmeid, millel on kattuvad ajavahemikud.
• Lisatud käsk "CREATE FOREIGN TABLE … LIKE command", mis loob välise tabeli skeemi kohaliku tabeli definitsiooni põhjal.
• Lisatud tugi andmebaasi (SÜBD) ühendamiseks, kasutades OAuth 2.0 põhist autentimist, millega asendatakse parool juurdepääsu tokeniga. Oauth'i kasutamine võimaldab mitte salvestada paroole andmebaasi, vaid tuvastada kasutajad väliste teenuste kaudu ning kasutada selliseid võimalusi nagu kahefaktoriline autentimine ja ühtne sisselogimine (SSO).
• Lisatud funktsioon ssl_tls13_ciphers(), mille kaudu on võimalik määrata TLSv1.3 protokolli kasutamisel lubatud krüpteerimisalgoritmide loetelu.
• Toetuse hülgame ja ajutise eemaldamise plaanipäraselt on md5 algoritmiga autentimise tugi passikoodide hashimiseks. Soovitatav on kasutada SCRAM algoritmi (SCRAM-SHA-256), mis ilmus PostgreSQL 10. Lisaks on rakendatud SCRAM põhise autentimise toimetamine postgres_fdw ja dblink kaudu välistesse PostgreSQL serveritesse.
• Operatsiooni "EXPLAIN ANALYZE" käitamisel on välja antud teave indeksi skaneerimise ajal toimunud otsingute arvu ja päringu käitamise ajal mälu kasutamise kohta. "EXPLAIN ANALYZE VERBOSE" väljundisse on lisatud teave CPU, WAL-logi ja lugemise intensiivsuse kohta. tabelisse pg_stat_all_tables on lisatud teave VACUUM'i ja tabelite analüüsi jaoks kulutatud ajast. Saadaval on infod sisendi/väljundi ja WAL-logi koormuse intensiivsuse kohta eraldiseisvate ühenduste lõikes. pg_stat_subscription_stats ja logides on lisatud teave konfliktide diagnoosimise kohta andmejoonise operaatorite kirjutiste käigus.
• Uutes installatsioonides on vaikimisi lubatud kasutamine kontrollsumma andmete terviklikkuse kontrollimiseks. Sellise käitumise peatamiseks initdb käivitamisel tuleb kasutada valikut "—no-data-checksums".
• Pg_createsubscriber utiliidi on lisatud lipp „—all“, et luua loogilisi replikaid ühe käsuga korraga kõikidele andmebaasidele.
• Rakendatud uus versioon (3.2) protokollist, mida kasutatakse välistest utiliidest suhtlemiseks andmebaasihaldussüsteemiga ja mis on rakendatud raamatukogus libpq. Eelmine protokolli värskendus toimus PostgreSQL 7.4-s (aastal 2003). Raamatukogus libpq jätkab vaikimisi kasutamist versioon 3.0.

Allikas: opennet.ru