日积月累 | 致敬PostgreSQL 13退役

伴随PostgreSQL 18.1、17.7、16.11、15.15、14.20、13.23小版本更新，版本13今天迎来了其退役日。本文将与大家一同回顾13版本的几个高光特性，致敬其退役。

特性一：索引去重：Deduplication

PostgreSQL 13在B-Tree索引的存储层面引入了Deduplication去重技术，能将重复的索引合并，大幅度地减少重复索引的数量。

下面的语句使用deduplicate_items参数进行对比测试

create table duplindex_test(a int, b int) ;

create index idx_norm 
  on duplindex_test using btree(b) 
  WITH (deduplicate_items = off) ;

create index idx_dupl 
  on duplindex_test using btree(b) 
  WITH (deduplicate_items = on) ;

insert into duplindex_test 
  select 3,5 from generate_series(1,100000) ;

使用deduplicate_items = on的索引大小将缩减2/3。由此可知，Deduplication去重具有以下优点。

• 减小存储空间：重复的索引被合并，减小索引的存储空间。
• 减少维护开销：加快重建索引的速度，减少VACUUM索引的开销。
• 提高查询效率：越小的索引的查询效率越高，可以提高系统I/O性能。

特性二：增量排序：Incremental Sort

PostgreSQL 13排序功能的改进包括查询组合条件字段的增量排序：Incremental Sort。

通过增量排序可以加快数据的排序速度，其原理是借助有序的索引来实现：
表的a和b两个字段，a字段上建立了索引，且索引有序，此时对a字段和b字段的组合条件排序只需要在a字段排序的基础上再对b字段排序即可。

下面的示例通过语句的执行计划可观察增量排序的过程：

CREATE TABLE incresort_test(a int,b int);

INSERT INTO incresort_test(a,b) SELECT n,round(random()*100000000) FROM generate_series(1,1000000) n;

CREATE INDEX idx_incresort_test ON incresort_test USING btree(a);

创建测试表，插入测试数据之后对a字段创建索引，再执行下面的语句查看执行计划:

=# EXPLAIN(costs off)  SELECT * FROM incresort_test ORDER BY a,b;
                         QUERY PLAN                          
-------------------------------------------------------------
 Incremental Sort
   Sort Key: a, b
   Presorted Key: a
   ->  Index Scan using idx_incresort_test on incresort_test
(4 rows)

关注上面执行计划中的Incremental Sort和Presorted Key:a所在行可以看出，先使用a字段的idx_incresort_test索引进行预排序，再对b字段进行增量排序。

这个特性也为16～18的Order by、Distinct/Distinct on、GiST和SP-GiST索引的排序优化特性做了基础性铺垫。

特性三：备份可靠性提高

PostgreSQL 13引入了两个非常有用的特性来提高物理备份的可靠性，分别是备份清单backup manifests及备份验证工具pg_verifybackup。

• backup manifests：通过pg_basebackup工具发起物理备份时列出的备份清单。
• pg_verifybackup：根据备份清单匹配验证备份内容的工具。

从13版本开始，使用pg_basebackup工具执行全备时会自动生成备份清单backup_manifest文件，该文件内容示例如下：

{ "PostgreSQL-Backup-Manifest-Version": 1,
"Files": [
{ "Path": "backup_label", "Size": 226, "Last-Modified": "2020-06-06 03:13:02 GMT", "Checksum-Algorithm": "CRC32C", "Checksum": "9c1588c0" },
{ "Path": "global/1262", "Size": 8192, "Last-Modified": "2020-06-02 09:47:56 GMT", "Checksum-Algorithm": "CRC32C", "Checksum": "a806d90f" },
…
],
"WAL-Ranges": [
{ "Timeline": 1, "Start-LSN": "0/6F000028", "End-LSN": "0/6F000138" }
],
"Manifest-Checksum": "6241b42fdc594dbf23c48390b9e204b6599d4cb6cef420efc374034e4d5a972b"}

后续可以再使用pg_verifybackup工具根据备份清单文件验证备份的完整性。

$ pg_verifybackup $PGDATA
backup successfully verified

pg_verifybackup工具验证的主要步骤如下：
1）检查备份目录
2）查找并解析备份清单
3）扫描备份清单记录的文件
4）验证checksum
5）验证并解析WAL记录
6）验证结束

注：这两个特性也为17版本实现增量备份提前做了充足的准备工作。

本命书籍：PostgreSQL 13 Cookbook

最后再介绍一本非常实用的英文书，即便现在翻看也不过时。

这本私房菜介绍如何在13版本里使用120多个小秘诀来进行集群管理、备份恢复、高可用、安全加固、日志分析、运行监控、工具调优等。

每个小技巧都是按下面的5个流程进行：

• Getting ready 准备工作
• How to do it 如何使用
• How it works 内在的逻辑
• Thres’s more 扩展阅读
• See also 参考资料

最后感谢PG社区为我们出品这么优秀的开源产品！