Что такое PostgreSQL: принципы работы СУБД

Содержание

PostgreSQL — что такое, история и основное назначение

Принципы работы и архитектура

Ключевые особенности и возможности

Соответствие требованиям надежности ACID

Поддержка разных типов и структур данных

Производительность, параллелизм

Надежность, аварийное восстановление

Как начать работать с PostgreSQL: первые шаги

Сравнение PostgreSQL с конкурентами: плюсы и минусы

PostgreSQL — это объектно-реляционная система управления базами данных (ОРСУБД, ORDBMS) с открытым исходным кодом. Она основана на языке SQL и поддерживает возможности стандартов SQL:2011 и SQL:2016 в части работы с данными в формате JSON.

История проекта началась в 1986 г. с создания некоммерческой СУБД Postgres в Калифорнийском университете в Беркли. Работу над продуктом возглавлял профессор Майкл Стоунбрейкер. В 1970-е годы он писал код для коммерчески поддерживаемой СУБД Ingres. Часть наработок использовали при создании Postgres, поэтому и название происходит от «Post Ingres». Но при этом Postgres не основана на Ingres.

Postgres разрабатывали с 1986 по 1994 г. В 1995-м вышла Postgres95. Ее создание передали команде энтузиастов. Новую СУБД назвали PostgreSQL, хотя в профессиональном сообществе разработчики часто используют обозначение Postgres (Postgres SQL).

ОРСУБД PostgreSQL востребована в сложных и высоконагруженных проектах:

• на платформах сбора и обработки данных;
• в банкингах, финансовых сервисах;
• в системах класса CRM, ERP для корпоративного использования;
• в веб-сервисах, мобильных приложениях;
• в решениях в области навигации, логистики.

Сферы применения: ретейл, маркетплейсы и интернет-магазины, банки и страхование, энергетика и промышленность, учреждения образования. В России бизнес использует 1С для бухгалтерии, учета, работы с кадрами. Поэтому компаниям важна совместимость 1С и БД. Платформа 1С поддерживает PostgreSQL в клиент-серверном варианте функционирования.

Банки, телеком-операторы, интернет-магазины в России предъявляют такие требования:

• импортозамещение иностранных вендоров (в том числе и PostgreSQL);
• соответствие требованиям регуляторов (ЗОКИИ, ФСТЭК);
• наличие дополнительной обвязки (СРК, репликация, мониторинг);
• техподдержка на всех уровнях;
• безопасность, надежность, производительность, усиленная защита данных.

Platform V Pangolin DB — доработанная и улучшенная версия PostgreSQL с отказоустойчивостью 99,99%, сертификацией ФСТЭК, оптимизацией под высоконагруженные системы и работу с 1С. Для миграции с оригинального PostgreSQL на Platform V Pangolin DB разработчики создали конвертор на базе модуля pg_upgrade.

Как и другие СУБД, может применяться в среде клиент — сервер.

Основа — серверный процесс базы данных. Доступ из приложений к БД возможен посредством процесса базы данных. Клиентские программы не могут получить доступ к данным самостоятельно. Даже если работают на той же машине, на которой выполняется серверный процесс.

Несколько клиентов подсоединяются к серверу по сети. Каждый клиент соединяется с основным процессом базы данных. Последний создает новый серверный процесс специально для обслуживания запросов на доступ от конкретного клиента. Когда соединений много, повышается нагрузка на процесс Postmaster (Master). Чтобы снизить ее, используют пулер соединения / Pooler (PgBouncer).

Клиентские приложения соединяются с БД по специальному протоколу PostgreSQL. Но есть возможность установить на стороне клиента ПО, которое предоставляет интерфейс использования нужного приложения по иным стандартам.

В составе дистрибутива для установки поставляются:

• СУБД Platform V Pangolin;
• менеджер пулов соединений / пулер Pangolin Pooler (доработанный PgBouncer);
• компонент Pangolin Manager (доработанная версия Patroni, Python-решения для создания и управления Pangolin DBMS-кластерами, работающими на основе потоковой репликации);
• расширения (http-клиент, имитация очередей pgq, pgq-coop, расширения для проверки / plpgsql и для отладки / pldebugger);
• код и готовые скрипты для развертывания.

В Platform V Pangolin используется распределенное хранилище конфигураций на базе Pangolin Manager — DSC (Distributed Configuration Store). Менеджер работает как единая точка входа и определяет, какой из узлов Мастер (Master). Ранее для этой задачи использовали распределенные хранилища типа «ключ — значение» ETCD. Они требовали внимания к эксплуатации.

Инструмент DSC идет в составе Pangolin. Хранилище особенно важно при построении изолируемых окружений без доступа к внешним компонентам и репозиториям. Для пользователя наличие инструмента DSC означает повышение управляемости.

По данным ресурса DB-Engines, СУБД занимает четвертое место в мировом рейтинге, уступая системам управления БД Oracle, MySQL и Microsoft SQL Server. Популярность связана с особенностями программного продукта.<

Правила обеспечивают согласованность и устойчивость к сбоям:

• атомарность (atomicity);
• согласованность (consistency);
• изолированность (isolation);
• устойчивость (durability).

В ОРСУБД возможна работа как с примитивами (Integer, Numeric, String, Boolean), так и с геометрическими данными для координат геопозиций (Point, Line, Circle, Polygon).

Поддерживаются настраиваемые типы.

Среди возможностей и функций:

• индексы — B-tree, Multicolumn, Expressions, Partial;
• управление многоверсионным параллелизмом Multi-Version concurrency Control (MVCC);
• разделение таблиц;
• поддержка всех уровней изоляции транзакций.

Программный продукт поддерживает:

• журнал предзаписи Write-ahead Logging (WAL);
• репликацию (синхронную, асинхронную, логическую);
• восстановление физического кластера до состояния на конкретный момент времени (Point-in-time-recovery, PITR) и т. д.

Platform V Pangolin DB содержит более 80 доработок PostgreSQL в части производительности, безопасности, надежности и удобства сопровождения. Среди них — возможность управления быстрыми блокировками или доступностью диска, маскировка параметров запросов и другие.

Пошаговая инструкция, как получить ОРСУБД:

• скачать с официального сайта разработчиков и выполнить установку;

• использовать официальные образы, опубликованные на Docker Hub.

Если пользователь выбирает облачную БД, то вопросами установки, настройки, конфигурирования, администрирования, резервного копирования занимается поставщик услуги.

Platform V Pangolin — целевая СУБД Сбера. ИТ-решение стало ядром Комплексной информационной системы адвокатуры России (КИС АР), внедрено на московском предприятии ОДК-Салют Объединенной двигателестроительной корпорации Госкорпорации Ростех. Более 100 000 установок, 25 000+ экземпляров в ПРОМ, 80+ доработок PostgreSQL.

Оставьте заявку на сайте, по электронной почте platformv@sbertech.ru или телефону +7 495 547 99 80, чтобы бесплатно протестировать функции продукта.