Utgivningen av databashanteraren PostgreSQL 18

Efter ett års utveckling har den nya stabila versionen av databasprogramvaran PostgreSQL 18 släppts. Uppdateringar för den nya versionen kommer att släppas under fem år fram till november 2030. Stödet för PostgreSQL 13.x, den äldsta av de stödjade versionerna, kommer att upphöra den 13 november.

Huvudsakliga nyheter:

• Ett subsystem för asynkron in-/utmatning har lagts till, vilket gör det möjligt att öka genomströmningen av in-/utmatning och eliminera fördröjningar. Förutom den plattformsoberoende universella implementeringen av AIO (io_method=worker) som baseras på flera processhanterare (standard är 3), kan Linux använda gränssnittet för asynkron in-/utmatning io_uring (io_method=io_uring), vilket stöds från kärnan Linux 5.1. Asynkron in-/utmatning används för närvarande endast för att accelerera vissa operationer kopplade till att läsa data från filsystemet, såsom sekventiell genomgång, skanning av indexbitmappar och rengöring (vacuum). I vissa tester resulterar användningen av AIO i en prestandaökning på 2-3 gånger. Skrivaroperationer fortsätter att utföras synkront för att uppfylla krav på ACID.
• Optimeringen "skip scan" har implementerats i flermålsindex, vilket gör att indexet kan användas inte bara för att kontrollera den första indexerade kolumnen och den fullständiga kopplingen av kolumner, utan också för att bearbeta de övriga indexerade kolumnerna separat. Till exempel, tidigare när ett B-tree-index skapades över kolumnerna "(status, date)" användes indexet endast för frågor som kontrollerade fältet "status" eller båda fälten "status" och "date", medan en fråga som endast kontrollerade fältet "date" resulterade i en skanning av tabellens innehåll. "Skip scan"-läget tillåter i vissa situationer att skanna indexet vid en fråga som bara kontrollerar fältet "date". Läge används endast för "B-tree"-index när en villkorsoperator "=" används på det indexerade fältet i förfrågningar, under förutsättning att det utelämnade fältet har ett litet antal olika värden (till exempel kommer optimeringen att fungera om fältet status "status" har några fasta värden).
• Optimeringar har lagts till som effektivare använder index för frågor som innehåller konstruktionerna "OR" och "IN (…)" i "WHERE"-blocken, samt förbättrar prestandan för planering och utförande av tabellsammanfogningar (till exempel har koden för hash-sammanfogningar påskyndats och inkrementell sortering kan nu användas vid sammanfogning av tabeller).
• Stöd för parallell konstruktion av GIN-index (Generalized Inverted Index) har lagts till, vilket används för att indexera sammansatta värden, såsom arrayer, samt för att organisera sökningar i fulltextsdata eller JSON-strukturer.
• Möjligheten att skapa materialiserade vyer och nycklar för partitionering av tabeller med unika index har lagts till, utan att använda B-tree-strukturen.
• Den allmänna prestandan för lås har ökat för frågor som arbetar med många tabeller, och förbättringar har gjorts i behandlingen av frågor mot partitionerade tabeller, vilket påskyndar avskiljning av oanvända sektioner och sammanfogningar (JOIN).
• Operationer med text, såsom funktioner för att ändra till versaler/gemener, har påskyndats. Läge PG_UNICODE_FAST har lagts till för att påskynda beaktandet av egenskaper i Unicode-tecken.
• Möjlighet att spara statistik för frågeplaneraren efter uppdateringar mellan stora versioner av PostgreSQL har implementerats. Denna ändring gör det möjligt att undvika resurskrävande "ANALYZE"-operationer efter att en ny version har körts, vilket annars resulterar i prestandaförsämringar.
• Prestandan för verktyget pg_upgrade, som används för att automatisera övergången till en ny betydande version av PostgreSQL, har förbättrats. Optimeringarna är särskilt märkbara vid uppgradering av databaser med många objekt, såsom tabeller och sekvenser. För att öka hastigheten på pg_upgrade har också flaggan "—jobs N" lagts till för att parallellisera kontroller i N trådar och flaggan "—swap" har lagts till för att byta kataloger med data helt utan att skapa länkar, utan kloning och utan kopiering av filer.
• Stöd för virtuella genererade kolumner har lagts till, vars värden beräknas i realtid under körning av förfrågningar, utan att sparas på disk. Om uttrycket "CREATE TABLE..." för de genererade kolumnerna endast innehåller nyckelordet "GENERATED" utan att specificera typ (STORED eller VIRTUAL), tillämpas det nya alternativet som standard istället för den gamla implementeringen. I den gamla implementeringen genererades värdena under operationer som "INSERT" eller "UPDATE" och sparades på disk för senare användning. Nackdelen med virtuella genererade kolumner är att de inte kan användas i index, medan fördelen är att man kan utföra normalisering och datamanipulation i realtid (särskilt relevant vid arbete med JSON-data). När det gäller klassiska lagrade genererade kolumner, har stöd för logisk replikering implementerats i den nya versionen.
• I kommandona INSERT, UPDATE, DELETE och MERGE har möjligheten att visa tidigare (OLD) och aktuella (CURRENT) värden i uttrycket RETURNING realiserats. Till exempel, "UPDATE... RETURNING WITH (OLD AS o, NEW AS n) o.*, n.*.".
• Funktionen uuidv7() har lagts till för att generera slumpmässiga unika identifierare i UUIDv7-format. Till skillnad från den gamla funktionen för att generera UUID (gen_random_uuid), som nu också är tillgänglig under namnet uuidv4(), inkluderas genereringstiden i UUIDv7 utöver det slumpmässiga värdet. Närvaron av ordnade delar i UUID-värdet (de första 12 tecknen representerar tidsstämplar, och de följande 18 är slumpmässiga värden) ökar effektiviteten i sortering och indexering, vilket är relevant eftersom UUID vanligtvis används för primära nycklar (till exempel placeras nycklar som skapats nära i tid nära varandra i indexet).
• I operationen "LIKE" har stöd för textmatchningar implementerats, där osäkra egenskaper för lokal "collation" används, vilket möjliggör matchningar med hänsyn till symbolernas betydelse (till exempel kan betoningen ignoreras vid jämförelse). Funktionen CASEFOLD har lagts till för att ändra teckenens fall med hänsyn till lokalens "collation"-egenskaper (till exempel har vissa tecken mer än två små bokstäver eller kräver omvandling till versaler snarare än gemener vid jämförelse).
• Möjlighet att använda tidsbegränsningar (temporal constraint) har lagts till. I värdena "PRIMARY KEY" och "UNIQUE" bör uttrycket "WITHOUT OVERLAPS" användas för att lägga till tidsbegränsningar, medan uttrycket PERIOD bör användas för värdet "FOREIGN KEY". Till exempel kan primärnycklar begränsas med överlappande tidsintervall.
• Kommandot "CREATE FOREIGN TABLE … LIKE command" har lagts till för att skapa en extern tabell med en struktur baserat på definitionen av en lokal tabell.
• Stöd för att ansluta till databashanterare med autentisering baserad på OAUTH 2.0 har lagts till, med användning av åtkomsttoken istället för lösenord. Användningen av OAUTH möjliggör att inte lagra lösenord i databasen, utan att identifiera användare genom externa tjänster, samt att använda funktioner som tvåfaktorsautentisering och en enda inloggning (SSO).
• Funktionen ssl_tls13_ciphers() har lagts till, genom vilken en lista över tillåtna krypteringsalgoritmer kan definieras vid anslutning med hjälp av protokollet TLSv1.3.
• Stödet för autentisering med hjälp av algoritmen md5 för lösenordshashning har klassificerats som föråldrat och planerat för borttagning. Istället rekommenderas algoritmen SCRAM (SCRAM-SHA-256), som introducerades i PostgreSQL 10. Dessutom noteras implementeringen av stöd för autentisering baserat på SCRAM vid anslutning via postgres_fdw och dblink till externa PostgreSQL-servrar.
• Vid utförande av operationen "EXPLAIN ANALYZE" ges information om antalet indexsökningar vid indexskanning och antalet accesser till buffrar vid utförandet av förfrågan. Statistik om CPU, WAL-loggar och intensitet av läsoperationer har lagts till i utskriften av "EXPLAIN ANALYZE VERBOSE". Till tabellen pg_stat_all_tables har information om tiden som lagts på VACUUM-operationer och analys av tabeller lagts till. Statistik över I/O-intensitet och belastning på WAL-loggar har också lagts till för enskilda kopplingar. I pg_stat_subscription_stats och loggar har information med diagnos av konflikter vid skrivoperationer under logisk replikering lagts till.
• För nya installationer har användningen av kontrollsummor för att verifiera integriteten av lagrade data aktiverats som standard. För att avbryta detta beteende vid start av initdb bör alternativet "—no-data-checksums" anges.
• I verktyget pg_createsubscriber har en flagga "—all" lagts till för att skapa logiska replikat med ett enda kommando för alla databaser.
• En ny version (3.2) av protokollet, som används för att interagera med externa verktyg och implementerat i biblioteket libpq, har realiserats. Den senaste uppdateringen av protokollet genomfördes i PostgreSQL 7.4 (2003). I biblioteket libpq fortsätter version 3.0 att användas som standard.

Källa: opennet.ru