Den sjunde beta-versionen av OrioleDB, en högpresterande lagringsmotor för PostgreSQL

Beta-version av lagringsmotorn OrioleDB beta7 har presenterats och resultaten av nya tester har publicerats, som visar en betydande prestandaökning jämfört med traditionell PostgreSQL. I version beta7 har optimeringar implementerats för att förbättra hanteringen av flertrådade belastningar och påskynda läs- och skrivoperationer. Den första stabila versionen av OrioleDB planeras att släppas 2025. Motorn är skriven i C och distribueras under PostgreSQL-licensen, som liknar BSD och MIT-licenserna.

Projektet OrioleDB utvecklar en alternativ lagringsmotor för PostgreSQL, utformad för att övervinna begränsningarna hos den standardiserade lagringsmetoden och öka systemets övergripande effektivitet. Till exempel, OrioleDB gör det möjligt att undvika att köra VACUUM-operationen regelbundet för att rensa upp, tack vare implementeringen av MVCC (Multi-Version Concurrency Control) med hjälp av återställningsloggar (undo logs), som fungerar på nivåer av individuella block och rader, samt ett automatiskt sammanfogningssystem för datainnehållande sidor. OrioleDB använder också 64-bitars transaktionsidentifierare, vilket löser problemet med överfulla räknare.

För att förenkla användningen i distribuerade system och parallellisera operationer i OrioleDB har en WAL-logg för transaktioner organiserats på radnivå. Vid utförandet av UPDATE-operationer stödjs platsändring av data (utan att frigöra den aktuella posten och skapa en ny), vilket har en positiv inverkan på prestanda. I OrioleDB har också funktioner såsom att läsa datasidor utan att använda lås, direktkoppla sidor i RAM-minnet med sidor i beständigt lagring, samt tillämpa CoW (copy-on-write) vid skapande av kontrollpunkter för att generera konsekventa ögonblicksbilder vid vilken tidpunkt som helst, implementerats, liksom lagring av data i komprimerad form med hjälp av ZSTD-algoritmen.

Bland de begränsningar som finns i sjunde beta-versionen av OrioleDB märks möjligheten att endast använda index i B-tree-format (stöd för alla typer av index i PostgreSQL kommer att tillkomma i framtiden), samt avsaknaden av stöd för förberedda transaktioner (PREPARE TRANSACTION) och kommandot „REINDEX“ i läget „CONCURRENTLY“. OrioleDB är implementerat som ett tillägg som kräver ändringar i den centrala kodbasen av PostgreSQL.

I prestandatesterna TPC-C, som simulerar belastningen från transaktionsbearbetning under verkliga förhållanden, visade sjunde beta-versionen av OrioleDB betydande överlägsenhet jämfört med den standard PostgreSQL-motorn. Tester genomfördes med olika antal samtidiga klienter för att bedöma skalbarheten och prestandan hos systemet under ökad belastning.

I tester som utvärderar transaktionsgenomströmningen uppnådde OrioleDB en högre genomströmning, mätt i transaktioner per minut (tpmC). När antalet klienter ökade fortsatte prestandan hos OrioleDB att växa linjärt, medan Heap-motorn i PostgreSQL visade en tendens till stagnation och till och med nedgång efter en viss gräns.

I testerna för svarstid var den genomsnittliga svarstiden för transaktioner i OrioleDB tydligt lägre jämfört med PostgreSQL. Därför kan system baserade på OrioleDB hantera fler transaktioner under samma tidsperiod, samtidigt som de erbjuder snabbare svar på förfrågningar. Vid mätning av resursanvändning visade OrioleDB en mer effektiv användning av CPU och minne, tack vare optimerad resursförvaltning.

Källa: opennet.ru