Расширяемость PostgreSQL: Истоки и новые горизонты

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.

Linux VMM для разрабочиков СУБД

В докладе будет рассказано о том, как Linux работает с виртуальной памятью. Будут освещены следующие вопросы:

• устройство таблицы страниц в x86-64, переключение контекста, page fault;
• устройство системы управления виртуальной памятью (VMM) в Linux;
• методы вытеснение странц в Linux, page cache и анонимные страницы;
• huge и gigantic pages, transparent huge pages;
• как работает mmap(2) и что дают madvise(2), msync(2) и пр.;
• почему большие СУБД не используют mmap(2), а реализуют свой пул страниц;
• и, конечно, как потюнить VMM в Linux с помощью sysctl.

PostgreSQL как ядро биржи интернет-рекламы Adsterra.com

Общая информация об adsterra.com

• adsterra.com - биржа интернет рекламы
• В данный момент имеет порядка 150 млн показов баннеров в сутки.120 положение в alexa.com на 30.11.2015. Записывает в postgresql до 10000(и больше) событий в секунду. Читает до 5000
• 20 отдельных серверов под БД с различными ролями
• Активно использует логику внутри БД. Много PL/pgsql и SQL функций.

Причины выбора Postgresql

• История создания adsterra.com.
• Сжатые сроки отведенные на разработку определили выбор в пользу готовых систем хранения данных.
• Postgresql привлек своей бесплатностью и рядом фишек, которых не было у конкурентов. Некоторые в итоге оказались полезными, некоторые не очень.

Описание архитектуры проекта

• Общая схема взаимодействия
• Роли групп серверов
• Использование различных методов для взаимодействия серверов: Потоковая репликация, Londiste, postgres_fdw. Плюсы и минусы каждого.
• Шардинг
• Использование SQL под OLTP

Проблемы возникшие в ходе разработки/использования и варианты решения:

• Материализованные представления. Проблемы с обновлением и поддержкой. Что сделали в итоге.
• Londiste. Какие проблемы были решены в ходе разработки, а какие так и не были.
• Проблемы потоковой репликации.
• Автовакум и вакум.
• Странности планировщика.
• Конкурентный доступ.

Крутые штуки Postgresql, которые сильно помогли

• Массивы, intarray и GIN индексы. Но не все гладко.
• Партиционирование. Но не все есть, что хочется.
• PL/pgsql. Но не всегда следует его использовать.
• unlogged таблицы. Но с умом.

Текущие разработки и нерешенные проблемы

• Реализация колоночной аналитики штатными средствами.
• Проблемы странных планов запросов.
• Логическая репликация мечты
• Мультимастер...

Мега-масштабирование PostgreSQL: Советы от работающих с 10^6 баз данных

Heroku Postgres is a cloud database service and the largest provider of PostgreSQL as a service anywhere. We operate more than 1,000,000 PostgreSQL databases with a team of about 10 people. We may be the most efficient DBAs in history, with approximately 100,000 databases per person on our team! This talk will introduce the opportunity and challenges of building and operating a cloud database service, as well as discussing the strategies we use to build, operate, and scale this product and team for the last six years now. We will include details about

• a brief introduction to the service to provide context
• strategies to design and build such a data service
• operational war stories like how to recover from losing thousands of servers at once,
• common challenges users have with Postgres
• and a basic overview of the technical architecture

This is a complementary talk to Will Leinweber's talk, which will go into much more depth on the architecture of the software we have written.