PostgreSQL

軟件介紹

PostgreSQL是一個(gè)自由的對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng))，它在靈活的BSD-風(fēng)格許可證下發(fā)行。它提供了相對(duì)其他開(kāi)放源代碼數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(比如MySQL和Firebird)，和專有系統(tǒng)(比如Oracle、Sybase、IBM的DB2和MicrosoftSQLServer)之外的另一種選擇。

PostgreSQL不尋常的名字導(dǎo)致一些讀者停下來(lái)嘗試拼讀它，特別是那些把SQL拼讀為"sequel"的人。PostgreSQL開(kāi)發(fā)者把它拼讀為"post-gress-Q-L"。它也經(jīng)常被簡(jiǎn)略念為"postgres"。

主要特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

事實(shí)上，PostgreSQL的特性覆蓋了SQL-2/SQL-92和SQL-3/SQL-99，首先，它包括了可以說(shuō)是目前世界上最豐富的數(shù)據(jù)類型的支持，其中有些數(shù)據(jù)類型可以說(shuō)連商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)都不具備，比如IP類型和幾何類型等；其次，PostgreSQL是全功能的自由軟件數(shù)據(jù)庫(kù)，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，PostgreSQL是唯一支持事務(wù)、子查詢、多版本并行控制系統(tǒng)（MVCC）、數(shù)據(jù)完整性檢查等特性的唯一的一種自由軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。Inprise的InterBase以及SAP等廠商將其原先專有軟件開(kāi)放為自由軟件之后才打破了這個(gè)唯一。最后，PostgreSQL擁有一支非?；钴S的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，而且在許多黑客的努力下，PostgreSQL的質(zhì)量日益提高。

從技術(shù)角度來(lái)講，PostgreSQL采用的是比較經(jīng)典的C/S（client/server）結(jié)構(gòu)，也就是一個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器端守護(hù)進(jìn)程的模式，這個(gè)守護(hù)進(jìn)程分析客戶端來(lái)的查詢請(qǐng)求，生成規(guī)劃樹(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索并最終把結(jié)果格式化輸出后返回給客戶端。為了便于客戶端的程序的編寫，由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提供了統(tǒng)一的客戶端C接口。而不同的客戶端接口都是源自這個(gè)C接口，比如ODBC，JDBC，Python，Perl，Tcl，C/C++，ESQL等，同時(shí)也要指出的是，PostgreSQL對(duì)接口的支持也是非常豐富的，幾乎支持所有類型的數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端接口。這一點(diǎn)也可以說(shuō)是PostgreSQL一大優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)

從Postgres開(kāi)始，PostgreSQL就經(jīng)受了多次變化。

首先，早期的PostgreSQL繼承了幾乎所有Ingres,Postgres,Postgres95的問(wèn)題：過(guò)于學(xué)院味，因?yàn)槭紫人哪康氖菙?shù)據(jù)庫(kù)研究，因此不論在穩(wěn)定性，性能還是使用方方面面，長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有得到重視，直到PostgreSQL項(xiàng)目開(kāi)始以后，情況才越來(lái)越好，PostgreSQL已經(jīng)完全可以勝任任何中上規(guī)模范圍內(nèi)的應(yīng)用范圍的業(yè)務(wù)。目前有報(bào)道的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的大小已經(jīng)有TB級(jí)的數(shù)據(jù)量，已經(jīng)逼近32位計(jì)算的極限。不過(guò)學(xué)院味也給PostgreSQL帶來(lái)一個(gè)意想不到的好處：大概因?yàn)楦鞔髮W(xué)的軟硬件環(huán)境差異太大的緣故，它是目前支持平臺(tái)最多的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一種，所支持的平臺(tái)多達(dá)十幾種，包括不同的系統(tǒng)，不同的硬件體系。至今，它仍然保持著支持平臺(tái)最多的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的稱號(hào)。

其次，PostgreSQL的確還欠缺一些比較高端的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)需要的特性，比如數(shù)據(jù)庫(kù)集群，更優(yōu)良的管理工具和更加自動(dòng)化的系統(tǒng)優(yōu)化功能等提高數(shù)據(jù)庫(kù)性能的機(jī)制等。

版本歷史

早期版本

被稱為PostgreSQL(發(fā)音為Post-gress-cue-ell)的對(duì)象-關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（有一段時(shí)間被稱為Postgres95）是從伯克利寫的POSTGRES軟件包發(fā)展而來(lái)的。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，PostgreSQL是世界上可以獲得的最先進(jìn)的開(kāi)放源碼的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它提供了多版本并發(fā)控制，支持幾乎所有SQL構(gòu)件（包括子查詢，事務(wù)和用戶定義類型和函數(shù)），并且可以獲得非常廣闊范圍的（開(kāi)發(fā)）語(yǔ)言綁定（包括C，C++，Java，perl，tcl，和python）。

Postgres95

在1994年，AndrewYu和JollyChen向POSTGRES中增加了SQL語(yǔ)言的解釋器。并隨后將Postgres95源代碼發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上供大家使用，成為一個(gè)開(kāi)放源碼的，原先伯克利POSTGRES代碼的繼承者。

Postgres95所有源代碼都是完全的ANSIC，而且代碼量減少了25%。并且有許多內(nèi)部修改以利于提高性能和代碼的維護(hù)性。Postgres95版本1.0.x在進(jìn)行WisconsinBenchmark測(cè)試時(shí)大概比POSTGRESv4.2快30-50%。

當(dāng)前版本

到了1996年，"Postgres95"改成新名字PostgreSQL用于反映最初的POSTGRES和最新的使用SQL的版本之間的關(guān)系。同時(shí)版本號(hào)也重新從6.0開(kāi)始，將版本號(hào)放回到最初的由伯克利POSTGRES項(xiàng)目開(kāi)始的順序中。

Postgres95版本的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)放在標(biāo)明和理解現(xiàn)有的后端代碼的問(wèn)題上。PostgreSQL開(kāi)發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)到了一些有爭(zhēng)議的特性和功能上面，當(dāng)然各個(gè)方面的工作同時(shí)都在進(jìn)行。

目前，PostgresSQL的穩(wěn)定版本到了9.3.1，具有非常豐富的特性和商業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的質(zhì)量。

軟件改進(jìn)

除了修正了一些錯(cuò)誤，下面的是一些主要改進(jìn)：

查詢語(yǔ)言

原來(lái)的查詢語(yǔ)言PostQUEL被SQL取代（在server端實(shí)現(xiàn)）。在PostgreSQL之前還不支持子查詢）（但這個(gè)功能可以在Postgres95里面由用戶定義的SQL函數(shù)實(shí)現(xiàn)）。重新實(shí)現(xiàn)了聚集。同時(shí)還增加了對(duì)GROUPBY查詢子句的支持。C程序仍可以調(diào)用libpq接口函數(shù)。

新增加了利用GNUReadline進(jìn)行交互SQL查詢（psql）。這個(gè)程序很大程度上取代了老的monitor程序。

前端庫(kù)

增加了新的前端庫(kù)，libpgtcl，用以支持以Tcl為基礎(chǔ)的客戶端。一個(gè)樣本shell，pgtclsh，提供了新的Tcl命令用于Tcl程序和Postgres95后端之間的交互。

徹底重寫了大對(duì)象的接口。保留了將大對(duì)象倒轉(zhuǎn)（Inversion）作為存儲(chǔ)大對(duì)象的唯一機(jī)制。（去掉了倒轉(zhuǎn)（Inversion）文件系統(tǒng)。）

去掉了記錄級(jí)（instance-level）的規(guī)則系統(tǒng)。但我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)重寫規(guī)則使用規(guī)則。

特性教程

在發(fā)布的源碼中增加了一個(gè)簡(jiǎn)短的常用SQL和Postgres95特有的SQL特性的教程。

用GNUmake（取代了BSDmake）用于制作。Postgres95可以使用不加補(bǔ)丁的GCC（修正了偶數(shù)字節(jié)數(shù)據(jù)（doubles）的對(duì)齊問(wèn)題）。

軟件項(xiàng)目

Michael Stonebraker領(lǐng)導(dǎo)的POSTGRES項(xiàng)目是由防務(wù)高級(jí)研究項(xiàng)目局（DARPA），陸軍研究辦公室（ARO），國(guó)家科學(xué)基金（NSF），以及ESL,Inc共同贊助的。POSTGRES的實(shí)現(xiàn)始于1986年，該系統(tǒng)最初的概念詳見(jiàn)POSTGRES的設(shè)計(jì)。最早的數(shù)據(jù)模型定義見(jiàn)The POSTGRES Data Model。當(dāng)時(shí)的規(guī)則系統(tǒng)設(shè)計(jì)在POSTGRES規(guī)則系統(tǒng)的設(shè)計(jì)里描述.存儲(chǔ)管理器的理論基礎(chǔ)和體系結(jié)構(gòu)在POSTGRES存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)里有詳細(xì)描述。

從那以后，POSTGRES經(jīng)歷了幾次主要的版本更新。第一個(gè)"演示性"系統(tǒng)在1987年便可使用了，并且在1988年的ACM-SIGMOD大會(huì)上展出。在1989年六月發(fā)布了版本1給一些外部的用戶使用。為了回應(yīng)用戶對(duì)第一個(gè)規(guī)則系統(tǒng)的批評(píng)，作者重新設(shè)計(jì)了規(guī)則系統(tǒng)，并在1990年6月發(fā)布了使用新規(guī)則系統(tǒng)的版本2。版本3在1991年出現(xiàn)，增加了多存儲(chǔ)管理器的支持，并且改進(jìn)了查詢執(zhí)行器，重新編寫了規(guī)則系統(tǒng)。從那以后，隨后的版本直到Postgres95發(fā)布前工作都集中在移植性和可靠性上。

POSTGRES已經(jīng)在許多研究或?qū)嶋H的應(yīng)用中得到了應(yīng)用。這些應(yīng)用包括：一個(gè)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，一個(gè)噴氣引擎性能監(jiān)控軟件包，一個(gè)小行星跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)庫(kù)和一些地理信息系統(tǒng)。POSTGRES還被許多大學(xué)用于教學(xué)用途。Illustra Information Technologies Illustra Information Technologies(并入Informix)拿到代碼并使之商業(yè)化。在1992年P(guān)OSTGRES成為Sequoia2000科學(xué)計(jì)算計(jì)劃的首要數(shù)據(jù)管理器。

到了1993年，外部用戶的數(shù)量幾乎翻番。隨著用戶的增加。用于源代碼維護(hù)的時(shí)間日益增加占用了太多本應(yīng)該用于數(shù)據(jù)庫(kù)研究的時(shí)間，為了減少支持的負(fù)擔(dān)，伯克利的POSTGRES項(xiàng)目在版本4.2時(shí)正式終止。

版本發(fā)布

2013年10月10日，PostgreSQL正式發(fā)布9.3.1版本。

2012年09月10日，PostgreSQL宣布9.2正式版發(fā)布了！該版本主要在性能方面有很大的提升，也包括一些新的SQL特性以及復(fù)制支持方面，主要內(nèi)容包括：

允許查詢直接從索引中獲取數(shù)據(jù)，避免訪問(wèn)堆數(shù)據(jù)()

允許查詢計(jì)劃器為指定參數(shù)值生成自定義的計(jì)劃，甚至是用了PreparedStatement

提升計(jì)劃器通過(guò)內(nèi)部索引掃描來(lái)使用嵌套循環(huán)

允許流復(fù)制從節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到其他從節(jié)點(diǎn)(cascadingreplication)

允許pg_basebackup對(duì)待機(jī)的服務(wù)器進(jìn)行基準(zhǔn)備份

增加新工具pg_receivexlog用來(lái)收集WAL文件的改動(dòng)

增加SP-GiST(Space-PartitionedGiST)索引訪問(wèn)方法

支持rangedatatypes

增加JSON數(shù)據(jù)類型

為視圖增加security_barrier選項(xiàng)

允許libpq連接字符串使用URI格式

支技HP-UX

為libpq增加single-rowprocessingmode以更好的處理大結(jié)果集。

軟件特征

函數(shù)

通過(guò)函數(shù)，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端執(zhí)行指令程序。盡管這樣的指令程序可以使用基本的SQL語(yǔ)句寫成，但是由于其缺乏流程控制等功能，所以在PostgreSQL中引入了使用其它程序語(yǔ)言編寫函數(shù)的能力，包括：

以上部分的語(yǔ)言，甚至可以在觸發(fā)器內(nèi)執(zhí)行。PostgreSQL支持行返回函數(shù)：它們的輸出是一系列行類型數(shù)據(jù)的集合，可以在查詢中當(dāng)作表來(lái)使用。函數(shù)也可以被定義成以創(chuàng)建者或者調(diào)用者的身份運(yùn)行。在某些場(chǎng)合，或者其他的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中，函數(shù)也會(huì)被稱為“存儲(chǔ)過(guò)程”，但技術(shù)上這兩者并未有太大分別。

索引

在PostgreSQL中，用戶可以自定義索引方法，或使用內(nèi)置的B-tree，哈希表與GiST索引。PosrgreSQL的索引功能同時(shí)也具有以下功能：

觸發(fā)器

觸發(fā)器是由SQL語(yǔ)句查詢所觸發(fā)的事件。如：一個(gè)INSERT語(yǔ)句可能觸發(fā)一個(gè)檢查數(shù)據(jù)完整性的觸發(fā)器。觸發(fā)器通常由INSERT或UPDATE語(yǔ)句觸發(fā)。

在PostgreSQL中，可在數(shù)據(jù)表上設(shè)置觸發(fā)器，但無(wú)法在視圖中設(shè)置（對(duì)視圖的UPDATE或者INSERT操作可以使用規(guī)則（RULE）定義）。多個(gè)觸發(fā)器可依據(jù)字母順序依次執(zhí)行。此外，除了使用內(nèi)嵌的PL/PgSQL語(yǔ)言之外，觸發(fā)器的函數(shù)也可以用PL/Perl，PL/Python等語(yǔ)言編寫。

并發(fā)控制

PostgreSQL使用多版本并發(fā)控制（MVCC，Multiversionconcurrencycontrol）系統(tǒng)進(jìn)行并發(fā)控制，該系統(tǒng)向每個(gè)用戶提供了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的“快照”，用戶在事務(wù)內(nèi)所作的每個(gè)修改，對(duì)于其他的用戶都不可見(jiàn)，直到該事務(wù)成功提交。這從很大程度上減少了對(duì)讀取鎖的依賴，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)庫(kù)高效地符合ACID原則。

規(guī)則

規(guī)則（RULE）允許一個(gè)查詢能被重寫，通常被用作實(shí)現(xiàn)可更新的視圖。

數(shù)據(jù)類型

PostgreSQL內(nèi)置豐富的數(shù)據(jù)類型，包括：

此外，用戶可以創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)類型，通常通過(guò)PostgreSQL的GiST機(jī)制，它們也能被很好得索引，比如PostGIS地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型。

定義對(duì)象

用戶可以為數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)幾乎所有的對(duì)象定義新的類型，包括：

繼承

數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)及屬性可從一個(gè)“父”表中繼承，數(shù)據(jù)將在兩者間共享。對(duì)子表中數(shù)據(jù)的插入或者刪除也將在父表中體現(xiàn)，同樣，對(duì)父表作出的修改，比如添加列等操作也會(huì)導(dǎo)致子表產(chǎn)生相應(yīng)改動(dòng)。該功能尚未完全實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上，表的約束尚不能繼承。比如，在一張外聯(lián)參考了父表id字段的表中，插入一條具有子表中某條記錄id數(shù)據(jù)的記錄會(huì)導(dǎo)致失敗，因?yàn)镻ostgreSQL在對(duì)父表的外鍵約束檢查中不會(huì)檢查子表的內(nèi)容。

擴(kuò)展