614 技術社區[雲棲]

為什麼PostgreSQL是"最先進的開源數據庫"

背景

打開PostgreSQL網站，你會看到這樣的flag。

The world's most advanced open source database.

那麼它從何而來呢？

從個人對數據庫的角度，在幾個方麵來分析一下

一、功能方麵

1 數據處理能力 - 高級SQL特性

1、窗口查詢

2、聚合查詢，支持WITHIN GROUP、grouping sets, rollup, cube等

3、CTE, 遞歸查詢

4、merge,upsert (on conflict)語法

6、重寫規則

7、物化視圖

8、異步消息

9、advisory 鎖

2 數據處理能力 - 豐富類型

除了常見類型還包括擴展類型

1、數值（整型、任意長度精度數值、浮點、序列）

2、時間、日期、時間戳

11、全文檢索

12、UUID

13、XML

14、JSON

20、多維類型

22、加密類型

23、模煳查詢加速類型

24、擴展類型，見擴展章節

3 數據處理能力 - 豐富函數

1、科學計算相關函數、隨機函數、三角函數

2、數據集生成函數 SRF

3、幾何(距離、麵積、交錯、支點、位置等)

4、字符串格式化、處理、編碼轉換、等操作函數

5、字節流處理函數

6、比特流處理函數

7、正則表達式處理函數

8、全文檢索處理函數

9、JSON類型處理函數

10、枚舉、網絡、XML類型處理函數

https://www.postgresql.org/docs/10/static/functions-net.html

https://www.postgresql.org/docs/10/static/functions-xml.html

12、數組處理函數（是否相交、包含、不包含、差集、交集、等）

13、範圍類型處理函數（是否相交、包含、不包含、差集、交集、等）

14、條件表達式

16、行、數組構造器

17、聚合函數

18、窗口函數

20、事件觸發器

4 數據快速檢索能力 - 先進索引

1、函數、表達式索引

2、多列索引

3、多索引合並(bitmapAnd, bitmapOr)

4、部分索引

5、B-Tree 索引

6、hash 索引

7、GIN 倒排索引

8、GiST 通用索引

9、SP-GiST 空間分區通用索引

10、BRIN 塊級索引

11、RUM 增強全文索引

12、BLOOM 布隆過濾索引

13、zombodb elasticSearch索引接口

14、b-tree, gist 合體索引

15、b-tree, gin 合體索引

16、《PostgreSQL 10.0 preview 功能增強 - 唯一約束+附加字段組合功能索引》

17、《PostgreSQL 10.0 preview 優化器改進 - 不完整索引支持複合排序》

18、《PostgreSQL 10.0 preview 性能增強 - 間接索引(secondary index)》

5 數據處理能力 - 高級編程特性

1、python存儲過程

2、pgsql存儲過程

3、sql存儲過程

4、tcl存儲過程

5、perl存儲過程

6、javascript存儲過程

7、CUDA存儲過程](https://github.com/pg-strom/devel)

8、R存儲過程

9、C嵌入式編程

10、分布式存儲過程pl/proxy

11、還支持眾多語言：ruby, sh, java, php, xslt等等

6 複製能力

1、邏輯流式訂閱

2、物理流式複製

3、時間線逆轉

7 高級內部特性

1、動態視圖、統計信息、狀態信息、等待事件

3、鎖

《PostgreSQL 鎖等待監控珍藏級SQL - 誰堵塞了誰》

4、進程進度報告

6、擴展探針

7、buffer內窺

8、數據文件內窺

11、流複製控製函數

12、事務快照接口

13、係統管理函數

14、開放協議(流複製協議、等)

15、大版本原地升級

二、安全、可靠性方麵

1、認證模式

Certificate 認證

2、行安全策略

3、視圖柵欄

4、集群、庫、表空間、schema、對象、角色多級權限

5、時間點恢複

6、塊級增量備份

https://github.com/postgrespro/pg_probackup

7、流式備份

8、異地容災

9、quorum-based 任意多副本

10、FPW，full_page_write

三、性能方麵

1 多核並行計算

https://www.postgresql.org/docs/10/static/parallel-query.html

2 多機並行計算

fdw + inherit + append parallel

https://www.postgresql.org/docs/10/static/postgres-fdw.html

https://www.postgresql.org/docs/10/static/tutorial-inheritance.html

3 黑科技

1、llvm

《PostgreSQL 10.0 preview 性能增強 - 推出JIT開發框架(朝著HTAP邁進)》

2、向量計算

《PostgreSQL 向量化執行插件(瓦片式實現) 10x提速OLAP》

3、列存儲

《分析加速引擎黑科技 - LLVM、列存、多核並行、算子複用大聯姻 - 一起來開啟PostgreSQL的百寶箱》

4 優化器

1、成本因子接口

2、統計信息

3、自定義統計信息

4、遺傳算法

5、nestloop, hash, merge JOIN

6、支持 plain, sorted, hashed, mixed 聚合策略

src/backend/commands/explain.c

7、39種NODE類型

src/backend/commands/explain.c

Agg:  
Append:  
BitmapAnd:  
BitmapHeapScan:  
BitmapIndexScan:  
BitmapOr:  
CteScan:  
CustomScan:  
ForeignScan:  
FunctionScan:  
Gather:  
GatherMerge:  
Group:  
Hash:  
HashJoin:  
IndexOnlyScan:  
IndexScan:  
Limit:  
LockRows:  
Material:  
MergeAppend:  
MergeJoin:  
ModifyTable:  
NamedTuplestoreScan:  
NestLoop:  
ProjectSet:  
RecursiveUnion:  
Result:  
SampleScan:  
SeqScan:  
SetOp:  
Sort:  
SubqueryScan:  
TableFuncScan:  
TidScan:  
Unique:  
ValuesScan:  
WindowAgg:  
WorkTableScan:

8、支持並行sort(merge sort)

四、SQL兼容性方麵

160/179項 SQL:2011 的實現，覆蓋率達到 89.4%，另外還有大量擴展。

五、擴展接口方麵

1、擴展函數

2、擴展聚合

3、擴展類型

4、擴展操作符

5、擴展索引

6、擴展全文檢索詞典

7、擴展編程語言

https://wiki.postgresql.org/wiki/PL_Matrix

8、擴展外部數據源

https://wiki.postgresql.org/wiki/Fdw

9、擴展數據采樣接口

10、擴展custom scan接口

https://github.com/pg-strom/devel

11、擴展WAL接口

12、擴展GiST索引

13、擴展SP-GiST索引

14、擴展GIN索引

15、擴展BRIN索引

六、橫向生態 - 插件

PostgreSQL 的擴展接口豐富，使得在開源、商業生態中有非常多PostgreSQL的擴展插件。

1、內置插件

2、pgxn

5、獨立插件生態：

商業數據庫、數據庫支持服務公司、用戶、個人、高校、應用軟件開發商、其他開源社區。

例如 PostGIS, pgrouting, pipelinedb流計算插件, timescaledb時序插件, rdkit化學插件, madlib機器學習插件, plr R語言插件, postbis DNA插件, imgsmlr圖像特征插件, pgfingerprint指紋特征插件等.

七、生態方麵

1、內核生態

核心組會議

postgresql wiki

postgresql in wiki

2、高校生態

PostgreSQL起源伯克利大學，與高校有非常深的淵源，也被業界貼上了學院派數據庫的標簽。同時PG社區趨於遵從行業標準設計，代碼嚴謹、工整，許多高校將PG用於數據庫教學。

3、開發者生態

4、最終用戶生態, user groups

https://cn.bing.com/search?q=postgresql+user+group&qs=n&form=QBLH&sp=-1&pq=postgresql+user+group&sc=0-21&sk=&cvid=A865739EF479477EB27A3A8DB9895CC1

5、技術支持服務生態

全球有很多技術支持服務商業公司，其中不乏PostgreSQL社區的核心貢獻者。

5.1、EDB

5.2、2ND

5.3、postgrespro(oleg)

5.5、河馬(tom lane)

5.7、阿裏雲

5.8、stackoverflow

6、全球主要貢獻者

八、業務場景

1、功能強大，支持非常多業務場景

《PostgreSQL 179 種場景 - 案例實踐》

2、HTAP發展方向

《數據庫任督二脈 - 數據與計算的生態融合》

九、其他

功能強大，同時簡單易用

《PostgreSQL on Linux 最佳部署手冊》

《PostgreSQL 前世今生》

《數據庫選型思考》

《數據庫選型之 - 大象十八摸 - 致架構師、開發者》

最後更新：2017-06-13 02:31:56

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