PostgreSQL: что это за СУБД и чем она хороша

PostgreSQL — это бесплатная объектно-реляционная СУБД (ORDBMS) с открытым исходным кодом. С ее помощью можно гибко управлять базами данных: создавать, изменять или удалять в них записи, а также отправлять транзакции — наборы последовательных операций на языке SQL. 

История PostgreSQL началась в 1980-х годах, когда профессор университета Беркли Майкл Стоунбрейкер (Stonebraker) вместе с группой своих студентов начал работу по созданию СУБД на основе системы Postgres, во многом вдохновленной более ранним проектом Стоунбрейкера — диалоговой графической системой поиска Ingres. 

Изначально собранной командой PostgreSQL разрабатывалась с 1986 по 1994 год. В дальнейшем сам Стоунбрейкер занялся созданием коммерческой СУБД Illustra, а его студенты разработали новую версию Postgres — Postgres95, в которой язык запросов POSTQUEL был заменен на SQL. Именно она стала прародительницей современной PostgreSQL.

Далее PostgreSQL стремительно развивалась. Уже в 1996 году была выпущена PostgreSQL 6.0 — первая open source версия этой СУБД. А в 2005 году вышла PostgreSQL 8.0. с поддержкой репликации данных, позволяющая создавать и поддерживать несколько копий баз данных, даже если они находятся на разных серверах. 

На сегодня актуальна версия 17.2.1, обладающая высокой общей производительностью, возможностью использовать стандарт SQL/JSON, усовершенствованной способностью логической репликации и высоким уровнем безопасности.

Теперь давайте рассмотрим основные плюсы PostgreSQL.

Объектно-реляционная модель. PostgreSQL является объектно-реляционной системой управления базами данных. То есть представляет данные в виде объектов, атрибутов, методов и классов, размещенных в удобных для быстрой работы с ними таблицах. 

Возможность работы с большими объемами данных. В PostgreSQL можно добавлять любое количество данных. При этом важно учесть, что ограничения для конкретных записей в этой СУБД все же существуют: одна таблица не может весить больше 32 Тб, а одна запись — 1,6 Тб.

Полный open source: свободное распространение и открытый исходный код. PostgreSQL — это полностью бесплатный продукт с лицензией открытого распространения. То есть никаких выплат за использование не требуется даже в случаях коммерческого использования СУБД.

А еще в исходный код этой системы при желании можно самостоятельно вносить изменения. Чтобы получить достаточную квалификацию для внесения таких доработок, СУБД предлагает использовать удобную и хорошо структурированную документацию, которая доступна и на русском языке. 

С документацией PostgreSQL можно ознакомиться по ссылке

Активное сообщество. СУБД поддерживают разработчики со всего мира: регулярно выпускают обновления, добавляют новые функции. 

Масштабируемость. PostgreSQL поддерживает механизм партицирования и шардинга данных, разрешая делить их на части и размещать на разных кластерах СУБД (шардах). При этом она позволяет использовать горячую и холодную репликацию для настройки доступов к данным с минимальным временем отклика. А также дает возможность в реальном времени обновлять отдельные таблицы и схемы благодаря функции логической репликации. Все это обеспечивает эффективное управление базами данных как небольших, так и крупных проектов. 

Поддержка разных типов данных. В PostgreSQL можно работать с разными типами данных: числовыми, символьными, двоичными, логическими, типами даты и времени, типами JSON, UUID и многими другими.

Много инструментов и функций. Система управления позволяет свободно добавлять свои типы данных, функции, агрегаты, операторы и индексы. Также она поддерживает несколько распространенных языков программирования, например, Python, Perl и JavaScript.

Гарантированная надежность, основанная на соответствии принципам ACID. ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) — это аббревиатура, заключающая в себе требования к надежности СУБД. В переводе на русский эти требования звучат, как атомарность, непротиворечивость, изоляция и устойчивость. Им полностью соответствует PostgreSQL. 

Контроль доступа и защита баз данных. Для защиты данных PostgreSQL использует обширный набор встроенных инструментов. В их числе пароль, Kerberos, LDAP, GSSAPI, SSPI, PAM и другие. Также важно отметить и то, что СУБД дает возможность внедрения гибкой ролевой модели, позволяя выдавать доступы на разных уровнях — от доступа к базам данных в целом до разрешения на просмотр отдельных строк и столбцов. 

Поддержка хранимых процедур и триггеров. Для повышения производительности работы СУБД дает возможность использовать хранимые процедуры и триггеры: 

• Хранимые процедуры — блоки программного кода, которые хранятся и выполняются непосредственно в базе данных сервера. 

• Триггеры — механизмы, которые автоматически переключают заданные действия, например, функцию вызова в ответ на события программы в таблицах базы данных. 

Эти инструменты снижают нагрузку на клиентские приложения. Они необходимы для построения сложных систем с высокой степенью автоматизации.

Поддержка индексов и оптимизации запросов. Индексы помогают повысить эффективность работы СУБД. Например, индекс «B-дерево» помогает структурировать информацию в базе данных для ускорения поиска по ней. А планировщик запросов автоматически формирует планы выполнения запросов, что оптимизирует работу системы. В комплексе эти функции снижают нагрузку на систему и улучшают ее производительность.

Кроссплатформенность. PostgreSQL поддерживает работу со всеми распространенными операционными системами: Linux, Windows, BSD, macOS и Solaris. Также эта СУБД дает возможность работы через REST API за счет использования автономного веб-сервера PostgREST, а еще может быть развернута в облаке. 

Кажется, что у PostgreSQL одни плюсы. Но важно поговорить и про некоторые недостатки этой СУБД, в числе которых: 

• Довольно сложная настройка и развертывание. Новичкам бывает непросто разобраться во всем многообразии возможностей PostgreSQL. Чтобы настроить эту систему, потребуется глубокое понимание ее архитектуры и параметров. 

• Большое потребление ресурсов. PostgreSQL требуется немало оперативной памяти и процессорного времени. Особенно для работы с индексациями JSONB, полнотекстовым поиском или партицированием таблиц. Поэтому при работе с этой СУБД рекомендуется использовать SSD-диски.

• Нет официальной поддержки. При возникновении сложностей пользователям приходится полагаться на документацию или искать помощи на форумах.

Несмотря на то, что у системы PostgreSQL есть и другие небольшие недостатки — например, невозможность выполнения межбазовых запросов в рамках одного экземпляра СУБД или отсутствие колоночных индексов — она безусловно является одной из самых производительных и удобных открытых СУБД. 

Как мы уже отмечали выше, в абсолютном мировом рейтинге PostgreSQL занимает четвертое место в топе самых популярных СУБД. В России же востребованность этой системы еще более показательна: по итогам 2024 года ее используют на 97% чаще, чем Oracle и на 118% чаще, чем MySQL. 

Какие возможности PostgreSQL делают эту СУБД столь привлекательной для разработчиков? Давайте разберемся немного детальнее. 

В списке прикладных преимуществ PostgreSQL значатся:

• Универсальность. PostgreSQL одинаково удобна для управления базами данных в веб-разработке и корпоративных системах. Ее используют для оптимизации работы тысяч сервисов по всему миру, включая высоконагруженные проекты со сложной инфраструктурой.  

• Широкая совместимость. PostgreSQL совместима со всеми популярными языками программирования и фреймворками: например, Java (Spring, Hibernate), Kotlin(Exposed), Django, Ruby on Rails, Python (Flask, FastAPI) и Laravel. 

• Поддержка SQL. PostgreSQL поддерживает стандарты SQL, что облегчает разработку сложной бизнес-логики и работу с большими объемами данных. Она располагает полным набором SQL-функций, включая те, что нужны для выполнения сложных аналитических задач — оконные функции, CTE и вложенные подзапросы. 

• Масштабируемость. PostgreSQL легко масштабируется под любые задачи, поэтому оптимальным вариантом применения этой СУБД для постоянно растущего проекта будет использование в облаке. Это позволит гибко менять объемы потребляемых мощностей при необходимости. 

• Поиск текста. В PostgreSQL встроен инструмент полнотекстового поиска, который позволяет легче и быстрее находить нужные данные в базе. Это особенно полезно при работе с приложениями с большим объемом текстовой информации: например, в поисковых системах и блогах.

• Поддержка репликаций. PostgreSQL поддерживает как синхронную, так и асинхронную репликацию, давая возможность делать бэкапы в режиме реального времени. 

• Производительность. При работе с расширениями Patroni или Citus PostgreSQL показывает особенно высокую производительность работы с данными.

Чтобы наглядно продемонстрировать отличия между PostgreSQL и другими популярными системами управления базами данных, сравним их по ряду ключевых параметров: 

Скачать PostgreSQL можно с официального сайта: на странице загрузки представлены готовые установочные пакеты для разных операционных систем. О том, как их использовать для начала работы с PostgreSQL на Windows и Linux, поговорим подробнее.

Установка на Windows:

• Перейдите на официальный сайт PostgreSQL и загрузите версию для Windows, выбрав самую свежую версию системы. Убедитесь, что выбранная версия совместима с вашей системой (x86 или x64). Для этого щелкните правой кнопкой мыши по иконке «Мой компьютер», выберите «Свойства» и перейдите в раздел «Тип системы».

• Откройте загруженный файл и следуйте указаниям мастера установки. 

• В процессе установки программа предложит настроить порт (по умолчанию 5432), пароль для пользователя и локализацию.postgres.

• Установщик автоматически добавит PostgreSQL в системные службы, чтобы СУБД запускалась вместе с компьютером. Также запустить PostgreSQL можно через меню «Пуск» или использовать команду для управления базами данных pgAdmin.

Установка на Linux (на примере Ubuntu):

• В Ubuntu PostgreSQL доступен по умолчанию, поэтому установить его можно прямо из системного репозитория. Для этого сначала обновите пакет список пакетов помощью команды:

• Загрузите PostgreSQL с утилитой -contrib:

После введения этой команды будут загружены драйверы PostgreSQL последней версии и развернуты все необходимые компоненты.

• Запустите сервис с помощью команды: 

• Проверьте установку: 

PostgreSQL — это многофункциональная и, что немаловажно, бесплатная СУБД, с помощью которой можно управлять базами данных проектов любого размера и сложности. Она поддерживает множество популярных языков программирования и фреймворков, обладает гибкой конфигурацией и предоставляет возможности для добавления собственной функциональности. 

Отметим, что PostgreSQL не обязательно устанавливать на выделенных серверах. В облаке можно арендовать уже готовый кластер этой СУБД, полностью делегировав его настройку и оптимизацию команде провайдера. Или использовать облачные мощности для создания кластеров PostgreSQL и управления ими по PaaS-модели. Это позволит вам эффективно развивать свои проекты: гибко их масштабировать, автоматически создавать бэкапы БД и быстро восстанавливать данные при необходимости.