PgConf.Russia 2016

В докладе рассказывается о результатах тестирования производительности PostgreSQL на современных Hi-End серверах. Основное внимание было уделено блокировкам для доступа к разделяемым данным и связанными с этим узкими местами. Целью тестирования было проверить пределы линейного read scalability при увеличении количества ядер выделяемых для PostgreSQL. Тестирование проводилось для различных версий БД (9.4, 9.5, 9.6), чтобы проверить нововведения, призванные повысить производительность на многопроцессорных архитектурах.

Основная задача для приложения, работающего с СУБД, кроме реализации требуемого функционала - это обеспечения минимального времени отклика либо максимальной пропускной способности. К сожалению, многие разработчики зачастую весьма смутно представляют себе, на что и как СУБД расходует ресурсы при выполнении запроса, и неспособны предугадать узкие места. Рассказу о том, какими способами может быть выполнен запрос, какие из них оптимальны, какие при этом могут быть проблемы и как их можно попробовать обойти и посвящен этот мастер-класс.

Java - наиболее часто используемый язык программирования в мире. Как же он поддерживается в PostgreSQL? Какие в нем есть подводные камни и каковы лучшие практики? Java продолжает развиваться, как это сказывается на ее использовании в PostgreSQL?

Несмотря на солидный возраст языка Java, он силен как никогда. Фактически, это язык программирования мира enterprise. И с выхода Java 8, он вернулся в мир стартапов и open source. И сейчас Java становится наиболее распространенным языком для обращения к PostgreSQL.

В этом докладе будет разобрано, как была в прошлом, и, что важнее, как в настоящем, организована работа с PostgreSQL из Java: JDBC, PL/Java и другие, реже используемые средства.

Затем мы заглянем в будущее, чтобы понять, что сейчас ещё разрабатывается, как например новый реактивный драйвер Phoebe для доступа из Java в PostgreSQL, ориентированный на кластеры, конвейерные запросы и полностью асинхронный не JDBC интерфейс. Рассмотрим также, что должно быть сделано на серверной стороне, чтобы Java могла стать основным языком серверного программирования для PostgreSQL.

Postgres изначально был спроектирован таким образом, чтобы индексные методы доступа были расширяемыми. Известная цитата гласит: "Совершенно необходимо, чтобы пользователь мог создавать новые методы доступа, обеспечивающие эффективный доступ к значениям нетрадиционных типов данных" Michael Stonebraker, Jeff Anton, Michael Hirohama. Extendability in POSTGRES, IEEE Data Eng. Bull. 10 (2) pp.16-23, 1987

Изначально, heap был просто одним из методов доступа. Таким образом, подключаемые методы доступа означали также и подключаемые хранилища, если говорить современным языком. Сейчас в таблице pg_am системного каталога хранятся индексные методы доступа, интерфейс которых хорошо задокументирован. Таким образом, для того, чтобы современный PostgreSQL отвечал первоначальному замыслу необходимо реализовать две фичи:

• Подключаемые индексные методы доступа, т.е. возможность реализовывать новые типы индексов путём добавления строк в таблицу pg_am;
• Подключаемые хранилища, т.е. возможность реализовывать совершенно другие движки для хранения данных, не использующие традиционный heap.

Помимо чисто механической работы, такой как реализация команды "CREATE ACCESS METHOD", подключаемые индексные методы доступа должны был защищены WAL'ом. Сейчас, сообщество не хочет, чтобы расширения могли определять свой собственный формат WAL-записей, потому что возникает риск поломать одновременно recovery и репликацию, что неприемлемо. Другим подходом к этой проблеме является обобщённый формат WAL-записей, который задаёт разницу между версиями страницы в общем виде.

Очень немногие СУБД поддерживают сейчас подключаемые хранилища. Самая распространённая из них – MySQL. Но обращение к различным хранилищам в MySQL подобно обращению к различным СУБД. Поэтому, с нашей точки зрения, PostgreSQL не должен идти таким путём.

Однако, сейчас пользователи PostgreSQL всё больше понимают преимущества, которые они бы получили от использования альтернативных хранилищ. Идея колоночного и in-memeory хранилищ для PostgreSQL очень популярна. Одновременно с этим, возрастают наши технические возможности их реализовать. PostgreSQL приобрёл механизмы FDW и custom nodes. Обобщённый WAL и расширяемые индексные методы доступа ожидают включения в 9.6. Очень много работы на пути к подключаемым хранилищам уже сделано, даже если эта работа преследовала совсем другие цели.

Наступило время, когда разработчикам ядра PostgreSQL нужно всерьёз задуматься о нативной поддержке подключаемых хранилищ без костылей. В конце концов, мы должны получить команду "CREATE STORAGE ENGINE name ...", как один из механизмов расширяемости.

В докладе будут продемонстрированы текущие результаты в области подключаемых индексных методов доступа, а также концепция подключаемых хранилищ.