Павел Лузанов, Postgres Professional. «PostgreSQL для пользователей Oracle».

1. PostgreSQL для
пользователей
Oracle
Павел Лузанов
p.luzanov@postgrespro.ru

2. 2
Темы презентации
Импортозамещение в ИТ
Почему PostgreSQL лучше чем Oracle
Миграция с Oracle на PostgreSQL

3. 3
Темы презентации
Импортозамещение в ИТ
Почему PostgreSQL лучше чем Oracle
Миграция с Oracle на PostgreSQL

4. 4
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

5. 5
Таблицы и типы данных
Категории типов данных
Числовые
Символьные
Бинарные
Дата, время, интервал
Логический тип
Перечисления
Геометрические
Сетевые адреса
Битовые строки
UUID
Типы текстового поиска
XML
JSON, JSONB
Массивы
Составные типы
Диапазоны
Псевдо типы
Домены
Пользовательские типы

6. 6
Ограничения целостности
Виды ограничений
Первичный ключ (PK)
Уникальный ключ (UK)
Внешний ключ (FK)
Обязательность заполнения (NOT NULL)
Проверка (CHECK)
Проверка значений столбцов для одной строки
Исключения (EXCLUDE)
Проверка значений столбцов для разных строк
Пример. Проверка на пересечение диапазонов
Могут быть отложенными (DEFERRED)
Добавление ограничений без проверки существующих записей (NOT
VALID)

7. 7
Индексы
Уникальные
По выражению (функциональные)
Частичные (WHERE)
Методы индексации
B-tree Оптимален в запросах на равенство и диапазоны (= > <).
Используется по умолчанию.
Hash Только для запросов на равенство.
GiST Обобщённое поисковое дерево: R-Tree, RD-Tree, Signature tree и
вариации. Поддерживается поиск ближайших соседей (KNN).
SP-GiST Для работы с несбалансированными структурами: K-D-tree,
Quadtree
GIN Обобщенный обратный индекс
BRIN (9.5) По диапазонам страниц

8. 8
Таблицы
Временные
Отдельная таблица для каждой сессии
Запись в системный каталог
Нежурналируемые (UNLOGGED)
Не реплицируются
Содержание не сохраняется при сбое сервера
Наследуемые (INHERITS)
Наследуют все столбцы и ограничения родительской таблицы
При запросе к родительской таблице, данные выбираются также из дочерних
Используются при секционировании
Внешние (fdw)
Подключение внешних источников данных
Возможность записи во внешнюю таблицу
Возможность создавать триггеры
Как секции в секционированной таблице (9.5)

9. 9
Секционирование
Реализация
Секции – это дочерние таблицы, наследуемые (inherits) от
родительской таблицы с ограничениями (check) на допустимые
значения
Триггер на родительскую таблицу для разнесения DML операций
по детальным таблицам
Параметр CONSTRAINT_EXCLUSION=ON
Расширение pg_partman позволяет автоматически управлять
секционированием, включая вложенные секции
Секции могут быть внешними таблицами (9.5)
Дополнительно

10. 10
Представления
Обычные
Реализация через правила (rules)
Временные
Обновляемые
Ограниченно
Материализованные
Обновление только через REFRESH MATERIALIZED VIEW
WITH CHECK OPTION
WITH (security_barrier)
Триггеры INSTEAD OF

11. 11
Последовательности
Обычные
Временные
Функции: nextval, currval, setval
Кэширование значений на уровне сессии
Тип serial/bigserial — столбец с автоинкрементом

12. 12
Расширяемость
Встроенная возможность создавать:
Типы данных
Операторы
Индексы и методы доступа
Языки программирования
Функции
Расширения — упаковка связанных объектов
CREATE EXTENSION

13. 13
Примеры расширяемости
Полнотекстовый поиск
Геоинформационные системы
Расширение postgis
NoSQL
key-value, json/jsonb, xml

14. 14
Системный каталог
Схема pg_catalog
Таблицы, представления, функции
psql -E d*
Стандарт SQL: information_schema

15. 15
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

16. 16
SQL
DML
DDL
DCL
Команды DDL — транзакционные!

17. 17
Планировщик запросов
Построение планов на основе собранной статистики
Нет подсказок планировщику
- есть параметры, влияющие на работу планировщика
- расширение pg_hint_plan
Запрос не может выполняться параллельно
- пока
Нет фиксации плана, переноса на другой сервер
- в Postgres Pro есть рабочий прототип, идет сбор требований

18. 18
Хранимые функции
Большой выбор ЯП
C, SQL, PL/pgSQL
В базовой поставке: PL/Perl, PL/Tcl, PL/Python
Дополнительно: PL/Java, PL/PHP, PL/Py, PL/R, PL/R, PL/Ruby, PL/Scheme, PL/sh
Интерфейс для подключения новых
Только функции, нет пакетов
Отдельные схемы для группировки функций
Нет зависимостей от объектов БД
Есть сторонние расширения
Нельзя сделать COMMIT
Можно SAVEPOINT .. ROLLBACK TO SAVEPOINT
Нет ORA-01555 "Snapshot too old"
Нет глобальных переменных (PL/pgSQL)

19. 19
Триггеры
Табличные
before/after
statement/row
insert, update, delete, truncate
нет мутирующих таблиц
На представление (instead of)
Событийные (CREATE, ALTER, DROP)
функционал ограничен

20. 20
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

21. 21
Транзакции
Полная реализация ACID
Atomicity, Consistency, Isolation, Durability
Многоверсионность (MVCC)
читатели не блокируют писателей
писатели не блокируют читателей
Все уровни изоляции транзакций

22. 22
Транзакции
Уровни изоляции транзакций
PostgreSQL Oracle
READ COMMITED READ COMMITED
REPEATABLE READ SERIALIZABLE
SERIALIZABLE -

23. 23
MVCC. Пример (1)
1
2
3
1
2
3
A. select * from T;
снимок
таблица T

24. 24
MVCC. Пример (2)
1
2
3
1
2
3 1
2
3
A. select * from T;
снимок
таблица T
B. update T set ...;
снимок

25. 25
MVCC. Пример (3)
1
2
3
1a
3a
1
2
3 1a
2
3a
A. select * from T;
снимок
таблица T
B. update T set ...;
снимок

26. 26
MVCC. Пример (4)
1
2
3
1a
3a
таблица T
2
1a
3a
C. VACUUM
1
2
3 1a
2
3a
A. select * from T;
снимок
B. update T set ...;
снимок

27. 27
Команды DDL — транзакционные!
> select my_func();
1
> begin;
> create or replace function my_func()…
> select my_func();
2
> select my_func();
1
> commit;
> select my_func();
2

28. 28
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

29. 29
Организация данных
Файлы данных
Журнал опережающей записи (WAL)
нет undo (rollback segments)
Управляющая информация
pg_controldata

30. 30
Организация данных
кластер
база
данных
база
данных
табличное
пространство
каталог/
...
файл
файл
файл
файл
файл
...
таблицатаблицаобъект
табличное
пространство
таблицатаблицаобъект
таблицатаблицаобъект таблицатаблицаобъект
табличное
пространство
таблицатаблицаобъект

31. 31
Организация данных
Размер файлов данных по умолчанию 1GB
Страница = блок (по умолчанию 8кб)
Fillfactor (PCTFREE)
TOAST
когда для строки 8кб мало
Сжатие данных
для столбцов с типом данных переменной длины

32. 32
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

33. 33
Процессы и память
OSPostgreSQL
клиент postmaster
postgres
(серверный процесс)
fork()
общая память
shared buffers wal buffers clog buffers
locks shared cache invalidation ...
temp buffers
sorts, hashes
catalog cache
plan cache
...
служебные
процессы
background writer
wal writer
checkpointer
stats collector
autovacuum
syslogger
wal archiver
wal sender
wal receiver
fork()
кэш

34. 34
Процессы и память
Процессы
postmaster — основной процесс
backend — серверный процесс
utility processes — служебные процессы
Память
Разделяемая память: shared_buffers
Память backend (work_mem, max_connections)
Кэш операционной системы
Библиотечный кэш — на уровне backend

35. 35
Экземпляр и БД
Экземпляр системы (память, процессы) обслуживает
несколько БД
Табличное пространство может содержать объекты разных
БД
Роли, табличные пространства — общие объекты кластера
БД

36. 36
Темы презентации
Реляционные структуры данных
Доступ к данным
Управление транзакциями
Организация хранения данных
Экземпляр системы: процессы, память
Администрирование системы

37. 37
Пользователи и схемы
Роли: пользователи, группы
Суперпользователи
Схема <> Пользователь
Каждый объект БД имеет: схему, владельца (роль)
Нет синонимов → search_path
Псевдороль PUBLIC, схема PUBLIC
Существенные привилегии по умолчанию

38. 38
Подключение и безопасность
pg_hba.conf
grant/revoke
Функции: security invoker/security definer
Row Level Security (9.5)
Нет пользовательских профилей

39. 39
pg_ctl
Утилита управления
Статус, запуск, останов, перезапуск сервера ...
Режимы останова
pg_ctl stop -m shutdown-mode
PostgreSQL Oracle
smart normal
fast immediate
immediate abort

40. 40
psql
Утилита командной строки
Поставляется с сервером
Особенности
AUTOCOMMIT = 'on' (выбор: привычный DML или DDL)
Режимы вывода ($PAGER, x)
Поддержка readline (история команд, автодополнение)
Команды просмотра системного каталога (d*)

41. 41
Графические утилиты
pgAdmin
Инструменты для разработки и администрирования

42. 42
COPY
Выгрузка данных
COPY tbl TO ['file'|'program'|stdout] ...
Загрузка данных
COPY tbl FROM ['file'|'program'|stdin] ...
На клиенте (psql)
COPY ...
Существенно быстрее, чем INSERT
Нет аналога INSERT /*+ APPEND */

43. 43
pg_dump
Логическое копирование БД
Перенес в другую архитектуру
Переход на новую версию
Восстановление: psql, pg_restore
Возможности
Сжатие данных
Выгрузка и загрузка в несколько потоков
Консистентная выгрузка в несколько потоков
Выгрузка всего кластера: pg_dumpall

44. 44
Мониторинг
Коллектор статистики
Параметры для настройки
Сброс по требованию
Сторонние расширения
pg_stat_statements: статистика по отдельным запросам
pg_stat_plans: статистика по планам запросов
pg_buffercache: статистика по буферам
pg_stat_qcache: статистика на уровне кэша ОС
...
Плагины к системам мониторинга
Nagios, Zabbix, Munin, Cacti
Интегрированные системы мониторинга:
PoWA (PostgreSQL Workload Analyzer)
OPM (Open PostgreSQL monitoring)
Журнал сервера
Параметры для настройки
Ротация журнальных файлов

45. 45
Резервирование/восстановление
Горячее резервное копирование
pg_basebackup
pg_start_backup(),…, pg_stop_backup()
Восстановление на заданный момент в прошлом (PITR)
Непрерывное архивирование WAL
Инкрементальное резервирование только на уровне файлов
(внешняя утилита barman)
Flashback — нет!

46. 46
Высокая доступность
Файловая/потоковая репликация
Горячий резервный сервер
Синхронная/асинхронная репликация
Каскадная репликация
Репликация с задержкой

47. 47
Документация
Официальная документация
PostgreSQL Wiki
Исходники
Списки рассылки

48. 48
Заключение
1. Вы найдете причины, чтобы не использовать PostgreSQL
2. Вы найдете возможности выполнить проект на PostgreSQL
Справедливы оба утверждения
Выбор за вами

49. 49
Контакты
Postgres Professional
Курсы по PostgreSQL
Авторизованный учебный центр ФОРС
Для вузов читаем бесплатно
Материалы будут доступны на нашем сайте
Документация на русском языке
www.postgrespro.ru/doc
Замечания, предложения:
edu@postgrespro.ru
p.luzanov@postgrespro.ru