Надградба за мрзливите: како PostgreSQL 12 ги подобрува перформансите

PostgreSQL 12, најновата верзија на „најдобрата релациона база на податоци со отворен код во светот“, излегува за неколку недели (ако се оди според планот). Ова го следи вообичаениот распоред за издавање нова верзија со еден тон нови функции еднаш годишно, и искрено, тоа е импресивно. Затоа станав активен член на заедницата PostgreSQL.

Според мое мислење, за разлика од претходните изданија, PostgreSQL 12 не содржи една или две револуционерни карактеристики (како партиција или паралелизам на барање). Еднаш се пошегував дека главната карактеристика на PostgreSQL 12 е поголема стабилност. Зарем тоа не е она што ви треба кога управувате со критичните податоци на вашиот бизнис?

Но, PostgreSQL 12 не застанува тука: со нови функции и подобрувања, апликациите ќе работат подобро, и се што треба да направите е да се надградите!

(Па, можеби повторно да се изградат индексите, но во ова издание не е толку страшно како што сме навикнати.)

Ќе биде одлично да го надградите PostgreSQL и веднаш да уживате во значителни подобрувања без непотребна врева. Пред неколку години, прегледав надградба од PostgreSQL 9.4 на PostgreSQL 10 и видов како се забрзува апликацијата благодарение на подобрениот паралелизам на барањата во PostgreSQL 10. И, што е најважно, речиси ништо не се бара од мене (само поставете параметар за конфигурација max_parallel_workers).

Се согласувам, погодно е кога апликациите работат подобро веднаш по надградбата. И ние многу се трудиме да ги задоволиме корисниците, бидејќи PostgreSQL има се повеќе и повеќе од нив.

Па, како може едноставната надградба на PostgreSQL 12 да ве направи среќни? Сега ќе ти кажам.

Големи подобрувања во индексирањето

Без индексирање, базата на податоци нема да оди далеку. Како инаку можете брзо да најдете информации? Се нарекува фундаменталниот систем за индексирање на PostgreSQL Б-дрво. Овој тип на индекс е оптимизиран за системи за складирање.

Ние едноставно го користиме операторот CREATE INDEX ON some_table (some_column), и PostgreSQL прави многу работа за да го одржува индексот ажуриран додека постојано вметнуваме, ажурираме и бришеме вредности. Сè работи само по себе, како со магија.

Но, индексите PostgreSQL имаат еден проблем - тие се надуени и заземаат дополнителен простор на дискот и ги намалуваат перформансите на пребарувањето и ажурирањето податоци. Под „надуеност“ мислам на неефикасно одржување на структурата на индексот. Ова може - или не - да е поврзано со ѓубрето што ги отстранува ВАКУУМ (благодарам на Питер Гаган за информациите)Питер Геогеган)). Надуеноста на индексот е особено забележлива во обемот на работа каде индексот активно се менува.

PostgreSQL 12 во голема мера ги подобрува перформансите на индексите на Б-дрвото, а експериментите со репери како TPC-C покажаа дека сега се користи во просек 40% помалку простор. Сега трошиме помалку време не само на одржување на индексите на Б-дрвото (т.е. на операции за запишување), туку и на преземање податоци, бидејќи индексите се многу помали.

Апликации кои активно ги ажурираат своите табели - обично OLTP апликации (обработка на трансакции во реално време) - ќе користи диск и ќе ги обработува барањата многу поефикасно. Колку повеќе простор на дискот, толку повеќе простор има да расте базата на податоци без да се надградува инфраструктурата.

Некои стратегии за надградба бараат обнова на индексите на Б-дрвото за да се искористат овие придобивки (на пр. pg_upgrade нема автоматски да ги обновува индексите). Во претходните верзии на PostgreSQL, обновата на големи индекси на табелите резултираше со значителен прекин затоа што промените не можеа да се направат во меѓувреме. Но, PostgreSQL 12 има уште една одлична карактеристика: сега можете да ги обновите индексите паралелно со командата РАЈНДЕКС ИЗВЕДНОцелосно да се избегне застојот.

Има и други подобрувања на инфраструктурата за индексирање во PostgreSQL 12. Друга работа каде што имаше некоја магија - дневник за однапред запишување, познат како WAL (дневник за однапред запишување). Дневникот за однапред запишување ја евидентира секоја трансакција во PostgreSQL во случај на неуспех и репликација. Апликациите го користат за архивирање и закрепнување од точка во време. Се разбира, дневникот за однапред запишување е запишан на дискот, што може да влијае на перформансите.

PostgreSQL 12 ги намали трошоците за WAL записите што се креирани од индексите GiST, GIN и SP-GiST за време на изградбата на индексот. Ова обезбедува неколку опипливи придобивки: записите на WAL заземаат помалку простор на дискот, а податоците се репродуцираат побрзо, како на пример за време на враќање од катастрофи или за обновување на време. Ако користите такви индекси во вашите апликации (на пример, геопросторните апликации базирани на PostGIS многу го користат индексот GiST), ова е уште една карактеристика што значително ќе го подобри искуството без ваша напор.

Поделба - поголема, подобра, побрзо

Воведен е PostgreSQL 10 декларативна партиција. Во PostgreSQL 11 стана многу полесен за користење. Во PostgreSQL 12, можете да ја промените скалата на секциите.

Во PostgreSQL 12, перформансите на системот за партиционирање станаа значително подобри, особено ако има илјадници партиции во табелата. На пример, ако барањето влијае на само неколку партиции во табела со илјадници од нив, тоа ќе се изврши многу побрзо. Перформансите не се подобрени само за овие типови прашања. Исто така, ќе забележите колку се побрзи операциите INSERT на табели со повеќе партиции.

Снимање податоци користејќи КОПИРАЈ - Патем, ова е одличен начин симнување на податоци на големо и еве еден пример примање JSON — поделените табели во PostgreSQL 12 исто така станаа поефикасни. Со COPY сè беше веќе брзо, но во PostgreSQL 12 апсолутно лета.

Благодарение на овие предности, PostgreSQL ви овозможува да складирате уште поголеми збирки на податоци и да го олесните нивното враќање. И без напор од ваша страна. Ако апликацијата има многу партиции, како што е снимање на податоци за временски серии, едноставната надградба значително ќе ги подобри нејзините перформанси.

Иако ова не е баш подобрување за „надградба и уживање“, PostgreSQL 12 ви овозможува да креирате странски клучеви кои упатуваат на партиционирани табели, правејќи ја партиционирањето задоволство за работа.

СО прашања само што стана многу подобро

Кога беше применет лепенка за вградени заеднички изрази на табелата (познато како CTE, ака СО прашања), едвај чекав да напишам статија за тоа колку беа среќни развивачите на апликации со PostgreSQL. Ова е една од оние карактеристики што ќе ја забрзаат апликацијата. Освен, се разбира, ако користите CTE.

Често откривам дека почетниците во SQL сакаат да користат CTE; ако ги пишувате на одреден начин, навистина се чувствувате како да пишувате императивна програма. Лично, ми се допадна да ги препишувам овие прашања за да се заобиколам без CTE и зголемување на продуктивноста. Сега се е поинаку.

PostgreSQL 12 ви овозможува да внесете специфичен тип на CTE без несакани ефекти (SELECT), што се користи само еднаш при крајот на барањето. Ако ги следев прашањата за CTE што ги препишав, повеќето од нив ќе спаѓаат во оваа категорија. Ова им помага на програмерите да напишат јасен код кој сега исто така работи брзо.

Покрај тоа, PostgreSQL 12 го оптимизира самото извршување на SQL, без да морате да правите ништо. И иако веројатно нема да имам потреба да ги оптимизирам таквите прашања сега, одлично е што PostgreSQL продолжува да работи на оптимизација на барањата.

Just-in-Time (JIT) - сега стандардно

На системите PostgreSQL 12 со поддршка LLVM Компилацијата JIT е стандардно овозможена. Прво, добивате поддршка JIT за некои внатрешни операции, и второ, прашања со изрази (наједноставниот пример е x + y) во списоците за избирање (што ги имате по SELECT), агрегати, изрази со WHERE клаузули и други може да користат JIT за подобрување на перформансите.

Бидејќи JIT е стандардно овозможен во PostgreSQL 12, перформансите ќе се подобрат сами по себе, но препорачувам да ја тестирате апликацијата во PostgreSQL 11, кој го воведе JIT, за да ја измерите изведбата на барањето и да видите дали треба да подесите нешто.

Што е со останатите нови функции во PostgreSQL 12?

PostgreSQL 12 има еден тон кул нови функции, од способноста да се испитаат податоците од JSON користејќи стандардни изрази на рути SQL/JSON до повеќефакторска автентикација со параметар clientcert=verify-full, создадени колони и многу повеќе. Доволно за посебен пост.

Како PostgreSQL 10, PostgreSQL 12 ќе ги подобри вкупните перформанси веднаш по надградбата. Вие, се разбира, можете да имате свој пат - тестирајте ја апликацијата под слични услови на системот за производство пред да овозможите подобрувања, како што направив со PostgreSQL 10. Дури и ако PostgreSQL 12 е веќе постабилен отколку што очекував, немојте да бидете мрзливи при тестирањето апликациите темелно, пред да се пуштат во производство.

Извор: www.habr.com