PGConf.Online 2021

NORM - фреймворк без ORM

Хорошо известно, что, хотя производительность базы данных велика и каждый запрос выполняется за миллисекунды, общее время отклика приложения может быть медленным, поэтому пользователи могут долго ждать ответа. Мы знаем, что проблема не в базе данных, а в том, как разработчики приложений с ней общаются. В частности, речь идет об ORM - Object-Relational Mappers. Разработчики баз данных ненавидят их, но разработчики приложений любят их, потому что они позволяют разрабатывать приложения без каких-либо знаний о внутреннем устройстве СУБД. В результате производительность системы часто оказывается неприемлемо низкой.

Единственный способ изменить это - предоставить разработчикам приложений такой же простой в использовании инструмент, как ORM, но позволяющий избежать распространенных ошибок ORM. Вот почему мы разработали NORM - No-ORM Framework. Во время этой презентации мы рассмотрим примеры кода из репозитория https://github.com/hettie-d/NORM и узнаем, как создавать «транспортные объекты» для эффективной передачи данных между приложениями и базами данных.

Консенсус, Postgres, Мультимастер

Postgres Pro Multimaster - это расширение Postgres (и набор патчей для ядра), обеспечивающее высокую доступность (HA) со строгой согласованностью и масштабируемостью чтения. Он образует симметричный кластер без общего доступа, синхронно реплицирующий данные и автоматически выполняющий аварийное восстановление. В течение последнего года мы приложили значительные усилия, чтобы убедиться и доказать, что согласованность сохраняется во всех сценариях. Новая версия, которая будет выпущена как часть Postgres Pro Enterprise 13, использует алгоритм Paxos для определения результата транзакции и оригинальный протокол, управляющий процессом восстановления; мы использовали TLA+ и TLC model checker для проверки его правильности. Я расскажу, как все это работает и почему в некоторых случаях multimaster может быть привлекательной альтернативой традиционным HA решениям на основе потоковой репликации.

Multimaster теперь имеет открытый исходный код и доступен по адресу: https://github.com/postgrespro/mmts

Чтобы сделать доклад менее узкоспециализированным и более привлекательным для широкой аудитории, в первой части я расскажу о том, как в целом современные СУБД (в основном так называемые NewSQL СУБД) обеспечивают отказоустойчивость. В частности, я остановлюсь на следующих моментах:

что такое строго согласованная СУБД и какие накладные расходы с этим связаны; что такое распределённый консенсус, Paxos, Raft; как они здесь помогают?

Я не буду пытаться объяснять какие-либо алгоритмы построчно; это едва ли осмысленно с учетом ограничений по времени, и на эту тему есть много полезной литературы. Цель здесь скорее в том чтобы познакомить с областью и задать в ней ориентиры.

Встроенное секционирование в PostgreSQL

В этом докладе мы сравним встроенное декларативное секционирование PostgreSQL со сторонними расширениями pg_pathman и pg_partman, чтобы понять каких возможностей пока не хватает в ядре. Кроме того, я расскажу, над какими фичами в этой области сейчас активно работает сообщество и чего можно ожидать в релизе PostgreSQL14.

GPU-версия PostGIS и индекса GiST

В рамках данного доклада мы представим GPU-версию PostGIS и индекса GiST, которую мы разработали в качестве новой функциональности PG-Strom.

Сегодня наши устройства (например, мобильные телефоны) динамически генерируют геолокационные данные. Это часто используют для маркетинга на основе местоположения устройства, доставки push-уведомлений, оповещения о чрезвычайных ситуациях, и так далее. Люди часто используют технологию GIS для получения данных о пользователях, находящихся в данный момент в данном месте. Даже если определения географических областей представляют собой сложные многоугольники, функции PostGIS могут генерировать правильные пересечения, однако это часто требует интенсивных вычислительных нагрузок. Графический процессор (GPU) был разработан для массовых параллельных вычислений с тысячами ядер на чип и более. Мы разработали расширение PG-Strom для частичного выполнения SQL-запросов на устройствах GPU. В новом релизе PG-Strom v3.0 будет добавлена поддержка для нескольких функций PostGIS и GiST-индексов для выполнения ресурсоёмких вычислений с обработкой геолокационных данных.

В рамках этого доклада мы расскажем о создании этой технологии, её использовании, реализации и представим результаты сравнительного тестирования для GPU-версии PostGIS и GiST-индекса.