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数据库基本设计
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标签
PostgreSQL , 数据库选型
背景
数据库选型是一件很大的事情，也是一件很头疼的事情。
很多企业并没有数据库的选型标准，或者并不了解业务需要什么样的数据库。
很多企业的数据库是开发说了算，熟悉什么就用什么，很多选型失误，导致后期非常尴尬的局面。
那么数据库选型要注意什么呢？
列举一些例子，取自如下文档
《数据库选型的关键指标》
选型维度
功能差异
1. 递归查询, connect by, 树形查询
PostgreSQL 通过(with 或 tablefunc支持)支持例子
https://yq.aliyun.com/articles/240
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/tablefunc.html
2. 窗口查询, window over
PostgreSQL 支持例子
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020137154137930
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020121024102312302/
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020124239390354/
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/functions-window.html
3. rollup, grouping sets, cube
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/queries-table-expressions.html#QUERIES-GROUPING-SETS
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020154269591874/
4. 高级聚合(json,数组,相关性,标准差(采样,全局),截距,斜率,方差(采样,全局),mode,percentile_cont,distc,rank,dense_rank,percent_rank,cume_dist,grouping)
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/functions-aggregate.html
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/1638770402015224124337/
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/1638770402015379286873/
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020153713222764
4. hash join, merge join, nestloop join
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/xoper-optimization.html
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/planner-optimizer.html
5. 哈希聚合
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/runtime-config-query.html#RUNTIME-CONFIG-QUERY-ENABLE
6. 事务间共享事务快照
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/functions-admin.html#FUNCTIONS-SNAPSHOT-SYNCHRONIZATION
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-set-transaction.html
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/app-pgdump.html
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/163877040201326829943/
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/163877040201241134721101/
7. 展开式索引(支持多列任意组合查询)
PostgreSQL 支持例子
《宝剑赠英雄 - 任意组合字段等效查询, 探探PostgreSQL多列展开式B树》
约束
1. foreign key
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/ddl-constraints.html
2. for no key update, for key share 粒度锁
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/explicit-locking.html#LOCKING-ROWS
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020130249109133/
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020130305109687/
3. check 约束
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/ddl-constraints.html
4. exclusion 约束
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/ddl-constraints.html
易用性
1. 表空间
2. alter 列值转表达式
(alter table alter column c1 type newtype using (expression(...)) )
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-altertable.html
https://yq.aliyun.com/articles/30470
3. alter table 需要重组表的操作
PostgreSQL少量操作需要重组
vacuum full, cluster, 修改字段数据类型, (修改长度不需要重组表)
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-altertable.html
4. 分区表
《PostgreSQL 9.5 高效分区表实现 - pg_pathman》
《PostgreSQL 10.0 内置分区表》
5. 物化视图
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-creatematerializedview.html
6. 物化视图增量刷新
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-refreshmaterializedview.html
7. 表继承关系
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/tutorial-inheritance.html
8. 使用 like 建结构类似的表
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-createtable.html
开发功能
1. 客户端开发语言支持
C, java, python, ...
2. 函数
返回 void, 单行，SRF，事件触发器(MySQL 不支持)，触发器
例子
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020132131361949/
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/event-triggers.html
3. 2PC
4. 服务端绑定变量
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-prepare.html
5. savepoint
6. 异步消息
PostgreSQL 支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-notify.html
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/sql-listen.html
7. 游标
数组FOR循环，query FOR循环，游标FOR循环
PostgreSQL 全面支持例子
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/plpgsql-control-structures.html
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/plpgsql-cursors.html
(MySQL 暂不支持数组)
类型
1. 数据类型
1.1 PostgreSQL
高精度numeric, 浮点, 自增序列，货币，字节流，时间，日期，时间戳，布尔，枚举，平面几何，立体几何，多维几何，地球，PostGIS，网络，比特流，全文检索，UUID，XML，JSON，数组，复合类型，域类型，范围，树类型，化学类型，基因序列，FDW, 大对象, 图像
1.2 MySQL
数字，时间，字符串，简单的GIS，JSON
2. 支持索引的数据类型
2.1 PostgreSQL
高精度numeric, 浮点, 自增序列，货币，字节流，时间，日期，时间戳，布尔，枚举，平面几何，立体几何，多维几何，地球，PostGIS，网络，比特流，全文检索，UUID，XML，JSON，数组，复合类型，域类型，范围，树类型，化学，基因序列
2.2 MySQL
数字，字符串，比特流，时间，全文检索，GIS
索引支持
1. 索引方法
PostgreSQL 支持 btree, hash, gist, sp-gist, gin, brin , bloom , rum 索引
MySQL 支持 btree, gis类型索引
2. 规则表达式、前后模糊查询，支持索引检索
PostgreSQL 支持
3. 数组支持索引
PostgreSQL 支持
4. 全文检索支持索引
5. 索引扩展功能
5.1 PostgreSQL 支持 表达式索引，部分索引，联合索引
5.2 PostgreSQL 支持图像相似度、文本相似度搜索
5.3 自定义索引访问方法(bloom, rum, ......)
PostgreSQL支持
多引擎和外部源支持
1. 多引擎支持
1.1 PostgreSQL
内置heap, 通过插件实现内存表, 列存储, 压缩存储, 流式存储, 非关系存储等。
1.2 MySQL
MyISAM, innodb, ...
2. 外部表
PostgreSQL支持任意外部数据源, (例如jdbc, file, odbc, oracle, mysql, db2, redis, mongo, ES, hadoop......)
https://wiki.postgresql.org/wiki/Fdw
3. dblink
PostgreSQL 支持
4. 内存表
PostgreSQL 通过外部表支持，或者通过插件支持
5. ES(弹性搜索引擎) 引擎
PostgreSQL 支持
安全
1. 数据加密
PostgreSQL 支持加密数据类型，可选GPG加密算法
2. 认证方法
PostgreSQL 支持 密码、LDAP、AD、GSSAPI、SSPI、Ident、Peer、RADIUS、PAM、签名认证
3. 数据传输加密
PostgreSQL 支持
4. 行安全策略
PostgreSQL 支持
5. 数据库内部支持libselinux接口, (美国国家安全局制定的安全加强标准)
PostgreSQL 支持
优化器
http://www.postgresql.org/docs/9.5/static/runtime-config-query.html
1. GPU 并行计算支持
PostgreSQL 支持
2. 遗传优化器算法
PostgreSQL 支持CBO、CRO、遗传算法
3. HINT PLAN
4. CPU 并行计算
PostgreSQL 支持 (线性性能提升)
5. 自定义成本因子
PostgreSQL 支持
编程扩展
1. 是否支持采样查询
PostgreSQL 支持
2. 是否支持扩展采样算法
PostgreSQL 支持
3. 自定义数据类型
PostgreSQL 支持
4. 自定义索引方法
PostgreSQL 支持
5. 字符集自动转换, C扩展接口
PostgreSQL 支持
6. 自定义聚合
PostgreSQL 支持
7. 自定义窗口
PostgreSQL 支持
扩展能力
1. 类型扩展，操作符扩展，函数扩展，索引方法扩展，索引扩展，
PostgreSQL 支持
2. C触发器函数， C事件触发器函数
PostgreSQL 支持
3. 函数语言扩展
PostgreSQL 支持扩展函数支持接口, erlang, ....
4. 机器学习库
PostgreSQL 支持
5. 流式计算
PostgreSQL 支持
性能
《数据库界的华山论剑 tpc.org》
《facebook linkbench 测试PostgreSQL社交关系图谱场景性能》
《PostgreSQL 主机性能测试方法 - 单机多实例》
《PostgreSQL 主机性能测试方法 - 单机单实例》
《PostgreSQL 源码性能诊断(perf profiling)指南》
《"物联网"流式处理应用 - 用PostgreSQL实时处理(万亿每天)》
《PostgreSQL 百亿地理位置数据 近邻查询性能》
《PostgreSQL 百亿数据 秒级响应 正则及模糊查询》
《PostgreSQL 1000亿数据量 正则匹配 速度与激情》
《恭迎万亿级营销(圈人)潇洒的迈入毫秒时代 - 万亿user_tags级实时推荐系统数据库设计》
《从难缠的模糊查询聊开 - PostgreSQL独门绝招之一 GIN , GiST , SP-GiST , RUM 索引原理与技术背景》
《分析加速引擎黑科技 - LLVM、列存、多核并行、算子复用 大联姻 - 一起来开启PostgreSQL的百宝箱》
服务端编程语言
1. 函数(过程)语言
PostgreSQL支持几乎所有的地球编程语言，你可以用他们在数据库中编写UDF
plpgsql, sql, c, c , java, javascript, R, python, perl, php, tcl, ruby, lua, ...
scale out
1. PostgreSQL完全支持以下下推功能
支持聚合算子下推
支持WHERE条件下推
支持JOIN下推
支持SORT下推
支持SELECT 子句下推
支持跨数据源JOIN
scale up能力
PostgreSQL
资源管控能力强。
单实例可以充分发挥HPC的性能，有多少资源就能使用多少资源。
可用性、可靠性
PostgreSQL
PIRT，任意时间点恢复；FPW；
物理、逻辑级流式复制；金融级多副本；
技术储备
社区、生态
社区状态
PostgreSQL
单一开源分支，社区力量较集中。全球有1000名以上的内核研发人员。
社区研发由核心组员和committer组成，持续5年以上对社区版本有贡献内核研发人员超过50位。
社区核心人员分别来自数据库厂商，数据库支持和服务公司，数据库最终用户的公司，形成了一个非常好的力量均衡。
社区活跃度
PostgreSQL
非常活跃(see git.postgresql.org, github.com/postgres)
学习成本
维护成本
平台兼容性
代码成熟度
应用场景、案例
开源许可
全球发展前景
详细文档参考
《数据库选型的关键指标》：https://yq.aliyun.com/articles/69389
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