开源技术架构漫谈:PostgreSQL 数据库

摘要

  • PostgreSQL 的时代到来了吗
  • PostgreSQL 简史
  • PostgreSQL ABC

PostgreSQL是对象-关系型数据库,BSD 许可证。拼读为”post-gress-Q-L”。

PostgreSQL 的时代到来了吗 ?

近30年来 PostgreSQL 无疑是您从未听说过的、最常见的开源 SQL 数据库。PostgreSQL 经常身居幕后:从 EnterpriseDB 到 Amazon Redshift 、Greenplum、Netezza 及其他许多商业数据库产品。

最近在许多商业产品的推动下,PostgreSQL 逐渐走向前台。大约十年前 EnterpriseDB 打开了潘多拉的盒子 —— 作为商业支持平台提供 Oracle 的替代品。特别是最近一段时间,云服务商提供了一系列托管产品:从 Amazon Wed Services 开始, 支持 PostgreSQL 作为其托管关系数据库服务 (Relational Database Service,RDS) 之一。

过去一年 AWS 和它的竞争对手将 PostgreSQL 的市场前景提升了一个等级。AWS 推出了兼容 PostgreSQL 的原生云数据库平台 Amazon Aurora ,作为回应 Microsoft 和 Google 推出了 Azure Database for PostgreSQL 和 Cloud SQL for PostgreSQL 解决方案。

Mark Porter(马克·波特,Amazon Aurora PostgreSQL 和 Amazon RDS for PostgreSQL 主管) 不得不通过一些花哨的方法表达 AWS 对开源社区的支持,例如修复 Bug、提供免费测试帐户和其他形式的财政支助。PostgreSQL 在 AWS 上的实现不是开源的, 因为它是为 AWS 自身的云基础结构而设计。

PostgreSQL 虽然是聚焦于事务型数据库的开源项目, 但是许多基于它的商业产品都是大规模并行处理数据仓库(Massively Parallel Processing,MPP)。出于这个原因, Greenplums,Netezzas 和Redshifts 创建了自己的开源 forks 项目, 甚至添加像 columnar tables 这样的基本功能。

PostgreSQL 的一个常见主题是支持企业级负载的开源关系数据库。关于这一点,竞争者包括 MySQL 和 MariaDB , 但仍然存在差异, PostgreSQL 支持更复杂的 SQL 函数和数据类型, 包括数组(arrays), 连接(joins)和视图(Window Functions)等等。

另一个原因是出现了“replace Oracle”的口号, PL/pgSQL 的设计非常类似 Oracle PL/SQL。这正是EnterpriseDB 多年以来一直提倡的,同时获得了 美国金融业监管局(Financial Industry Regulatory Authority,FINRA) 的支持。FINRA 将大约 650 个 Oracle 实例迁移入云( Amazon RDS for PostgreSQL),作为一个更大战略的一部分, 将其整个部署在 IT 基础设施上的业务迁移到 AWS。根据 FINRA 首席开发者 Steve Downs 的说法,对于 Oracle DBA 而言,在 PostgreSQL 中使用诸如对象/关系映射(object/relational mappings)、存储过程(stored procedures)以及利用视图(view)支持复杂查询的功能,给人一种似曾相识的感觉。

然而, 作为两种不同的数据(包括 SQL 实现)PostgreSQL 和 Oracle 之间毕竟存在显著差异。例如数据库如何处理数字和可变字符字段、同义词、复制 (replication,PostgreSQL 不像 Oracle 那样成熟 ) 以及实例化视图刷新等等。

PostgreSQL 有它独特的优势,即作为第三方寻求自主数据库产品的开源平台。重要的是, 去年秋季发布的最新 10.0 版本(2017年11月09日), 解决了在 Oracle 或 SQL Server 产品中被视为理所当然的功能,包括声明式表分区(declarative table partitioning)、改进后的复制功能(replication), 发布/订阅(publish/subscribe)、仲裁提交(quorum commits,对于云部署可能非常有用)。

总之,PostgreSQL 还有很多需要追赶的领域, Oracle 或 SQL Server 用户也仍然有理由继续使用他们的平台。大部分的差异将体现在数据库的实施, 而不是一些具体的功能特性。这种差异将主要体现在数据库弹性、自动化、基础架构选型以及云计算的规模等方面。有了 AWS、Azure 和 Google Cloud 的加持(非常值得注意的一个信号),若干年后 PostgreSQL 可能最终走出阴影。

PostgreSQL 简史

PostgreSQL 开始于 UC Berkeley 的 Ingres 计划,经历了长时间的演变。

Ingres 计划的领导者 Michael Stonebraker(迈克尔·斯通布雷克,2015 年图灵奖得主,目前是麻省理工学院兼职教授)在 1982 年离开 Berkeley 进入商业公司 Ingres,1985年又返回 Berkeley 开始新项目 Postgres 。Postgres 项目组从1986年开始发表了一些描述系统基本原理的论文并发行了版本1、2、3 、4,到1993年就有大量的用户存在了。尽管 Postgres计划正式的终止了,BSD许可证却使开发者可以获得副本并进一步开发系统。1994年,两个 UC Berkeley 的研究生 Andrew Yu 和 Jolly Chen 增加了一个SQL语言解释器来替代早先的基于 Ingres 的 QUEL 系统,创建了 Postgres95。

1996年重命名为:PostgreSQL。(版本 6.0 )

2000年,前 Red Hat 投资者筹组了一间名为Great Bridge的公司来商业化PostgreSQL,以和其他商用数据库厂商竞争。2001年末,Great Bridge 因市场原因终止营运。2001年,Command Prompt, Inc. 发布了最老牌的PostgreSQL 商业软件 Mammoth PostgreSQL,并提供开发者赞助和贡献 PL/Perl、PL/php、维护 PostgreSQL Build Farm 等。

2005年1月 ,Pervasive Software 宣布参与社区及商业支持,直到 2006 年 7 月退出。2005年1月19日,版本 8.0 发行。自 8.0 后,PostgreSQL以原生(Native)的方式,运行于Windows系统。2006年6月,Solaris 10 包含 PostgreSQL一起发布。

2012年09月10日,PostgreSQL 发布 9.2 版本,主要在性能方面的提升,也包括一些新的 SQL 特性。
2016年10月27日,PostgreSQL 发布 9.6.1 版本。
2017年11月09日,PostgreSQL 发布 10.1 版本。

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# install
$ brew install postgresql
# version
$ pg_ctl -V
pg_ctl (PostgreSQL) 10.1
# initdb -- 创建一个新的PostgreSQL数据库簇(cluster),单个服务端实例管理的多个数据库的集合。
# 创建数据库数据的宿主目录,生成共享的系统表 (不属于任何特定数据库的表)和创建template1 和postgres数据库
$ initdb /Users/yanrui/Data/TestPG
# start
$ pg_ctl -D /Users/yanrui/Data/TestPG start
waiting for server to start....2018-01-03 14:13:17.005 CST [37621] LOG: listening on IPv4 address "127.0.0.1", port 5432
2018-01-03 14:13:17.005 CST [37621] LOG: listening on IPv6 address "::1", port 5432
2018-01-03 14:13:17.006 CST [37621] LOG: listening on Unix socket "/tmp/.s.PGSQL.5432"
2018-01-03 14:13:17.048 CST [37623] LOG: database system was shut down at 2018-01-03 14:11:30 CST
2018-01-03 14:13:17.066 CST [37621] LOG: database system is ready to accept connections
done
server started
# port listen
bash-3.2$ netstat -an | grep LISTEN
tcp6 0 0 ::1.5432 *.* LISTEN
# createdb
bash-3.2$ createdb -O[owner] test_db
# default [当前登录系统用户名]
bash-3.2$ psql
2018-01-03 18:14:37.537 CST [45864] FATAL: database "yanrui" does not exist
psql: FATAL: database "yanrui" does not exist
You have new mail in /var/mail/yanrui
# login in
bash-3.2$ psql test_db
psql (10.1)
Type "help" for help.
# log out
test_db=# \q (Ctrl+D)
# 卸载
$ brew uninstall postgres
# 开机
$ launchctl unload -w ~/Library/LaunchAgents/homebrew.mxcl.postgresql.plist
$ rm -rf ~/Library/LaunchAgents/homebrew.mxcl.postgresql.plist

Architecture OverView

扩展阅读

参考文献

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