关于 PostgreSQL
PostgreSQL 是世界上最先进的开源数据库。
PostgreSQL 最早可追溯到 1973 年，当时加州大学伯克利分校的两位科学家，Michael Stonebraker 和 Eugene Wong 受 1970 年 Edgar F. Codd 发表的论文 A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks 以及 IBM 开发的关系数据库系统 System R 的启发，开发了一个研究性质的关系数据库系统 Ingres)，该项目后续衍生出了众多现在依然耳熟能详的数据库系统，如 Sybase，微软的 SQL Server 等。
PostgreSQL 并没有直接继承自 Ingres，而是 1985 年 Michael Stonebraker 为解决当时数据库系统遇到的各种问题而重新开发的，借鉴了 Ingres 的思想，使用 POSTQUEL 作为其查询语言，命名为 POSTGRES（即 post-Ingres）。1994 年，伯克利大学的两位研究生 Andrew Yu 和 Jolly Chen 将 POSTQUEL 替换为 SQL 查询语言，将其命名为 Postgres95，将其前端交互式控制台命名为 psql。1995 年 5 月 5 日，发布第一版（0.01），同年 9 月 5 日发布 1.0 版本。
1996 年 7 月 8 日，PostgreSQL 有了第一个非大学的开发服务器用于开源开发，Bruce Momjian 和 Vadim B. Mikheev 加入，这一天也是 PostgreSQL 的生日[1]。同年，将其重命名为 PostgreSQL，以体现其支持 SQL。PostgreSQL 官网 PostgreSQL.org 与同年 10 月 22 日开始运营。PostgreSQL 的第一个版本于 1997 年 1 月 29 号发布，版本号是 6.0。
PostgreSQL 以 PostgreSQL License 开源，如今已经吸引了全球众多用户、贡献者、公司和组织参与到开源社区中，保持几乎每年发布一个大版本的节奏向前推进。
PostgreSQL 11
以上简单介绍 PostgreSQL 的历史，有兴趣的同学可以查阅相关文献，几乎贯穿整个关系数据库系统的发展史。言归正传，2018 年 10 月 18 日 PostgreSQL 发布了 11 版本，该版本的主要特性如下：
提升分区功能
- 支持 HASH 分区，目前已经支持 RANGE，LIST 和 HASH 三种分区方式
- 分区表支持主键，外键, 索引和触发器
- 为不符合任何分区的数据提供
default分区 - UPDATE 分区键可以将其移动至合适的分区
- 在计划和执行阶段，增强分区裁剪策略，提升 SELECT 性能
提升并行能力
- 并行创建 B-tree 索引
- CREATE TABLE ... AS, CREATE MATERIALIZED VIEW 和特定的 UNION 查询支持并行
- 优化并行 HASH JOIN 和 并行顺序扫描
- 存储过程中支持嵌入事务
- 可选的 Just-in-Time (JIT) 编译选项，提升表达式计算性能
- 支持 SQL:2011 标准中窗口函数对应的所有 window frame 选项
- 覆盖索引可以使用 INCLUDE 子句包含其他的非索引字段
从分区表和并能能力的增强可以看出，PostgreSQL 11 对于大数据量下的数据管理和查询能力都在提升，在存储空间不成为瓶颈的情况下，PostgreSQL 正努力将单机性能发挥到极致。
分区表
分区与 sharding
PostgreSQL 的分区与为解决传统数据库系统扩展问题的 sharding 方案是很相似的，区别在于前者将一张逻辑表划分为多个物理表存储在当前实例上，后者将多个物理表分布在不同的实例上；两者均通过水平切分将大表拆成小表，通过该方法，前者突破单表的大小限制，后者突破单实例的大小限制。
其实，借助 PostgreSQL 的分区能力以及 postgres_fdw 能力，完全可以将分区表中不同的分区存储在不同的外部表中，这些外部表可以是 PostgreSQL，也可以是 MySQL，甚至其他数据库类型。不妨来看一下在 PostgreSQL 中创建外部表的语法：
CREATE FOREIGN TABLE foreign_table (
id integer NOT NULL,
data text
)
SERVER foreign_server
OPTIONS (schema_name 'some_schema', table_name 'some_table');以上语法如果可以支持指定多个 SERVER，建表语句支持 PARTITION BY，是否就实现了跨多实例的 sharding 方案呢？其实目前是支持手动配置外部分区表的，只是使用起来会比较繁琐，另外 pg_shardman 也做了同样的事情，如果 PostgreSQL 能从语法上直接支持使用起来就方便多了。
关于 PostgreSQL 内置 sharding 的信息可以参考这个wiki。
另外分区表已经支持了默认分区，离支持自动扩展分区还远么？参考 Oracle 的 interval partition。
分区表与性能
借助分区表和 postgres_fdw 可以实现表存储空间的扩展，但如果单机性能达到瓶颈，大数据量下的复杂查询依然很难满足企业用户 OLAP 的场景。因此，PostgreSQL 在性能方面做了很多努力。
并行 JOIN
两个分区表 JOIN，如果满足分区方式相同，分区数量相同，并且 JOIN 条件是分区键的等值连接等条件，则可以对每个分区分别做 JOIN，然后 UNION（对应计划树节点为 APPEND） 在一起，而每个分区的 JOIN 是可以并行执行的。可以参考德哥的分区表智能并行JOIN，性能提升约 2.4 倍。
并行聚合
与并行 JOIN 类似，在每个分区上分别做局部聚合（可并行），最后再做一次整体聚合，可以参考德哥的分区表智能并行聚合、分组计算。
postgres_fdw 和 下推
分区表和外部表下推优化有所增强，可以将更多的操作下推至外部表执行：
- INSERT, UPDATE, 和 COPY 操作可以下推至外部表执行。
- 有 JOIN 的 UPDATE 和 DELETE 可以下推至外部表执行，之前仅能下推没有 JOIN 的 UPDATE 和 DELETE。
- 可以下推聚合操作至外部表执行。
性能增强
性能增强方面，除以上提到的下推优化之外，在并行方面也做了增强：
- 部分 DDL 支持并行，如创建索引，CREATE TABLE .. AS, SELECT INTO, and CREATE MATERIALIZED VIEW，并行排序和排序可以参考德哥并行排序、并行索引的测试文章。
- 允许 LIMIT 传递到 Parallel worker 上执行，进而减少返回的行数。
- HASH JOIN 支持共享哈希表，之前每个 Parallel worker 有自己的一个哈希表副本。
值得一提的是，PostgreSQL 11 中增加了对 JIT 的支持，目前仅支持表达式计算，对于有复杂表达式计算的 OLAP 场景应该会有不小的性能提升。
用户体验
用户体验方面，有一些比较有意思的点：
psql可以使用exit和quit退出了，有多少用户第一次使用psql时不知道如何退出？与 MySQL 相比，PostgreSQL 还有很多命令不是很直观的，这个后续可以整理下常用命令的对应关系。- 执行
ALTER TABLE .. ADD COLUMN .. DEFAULT ..使用常量（非 NULL）作为默认值时，不用在执行的时候重写整张表了，具体实现方法待学习验证。
总结
本文简单记录 PostgreSQL 11 中个人比较关注的点。总体来讲，PostgreSQL 在分区表的支持和性能的提升上都给我很大的惊喜，非常期待 PostgreSQL 在 HTAP 场景中的应用，后续会继续探索具体的实现机制。
PostgreSQL 最新的 feature 和 patch 可以在 commitfest 和 git 上查看，也可以订阅邮件列表来了解社区同仁的动态或者提出问题，参与到社区中；更多的咨询可以到官网查阅。
更多 PostgreSQL 11 的特性可以参考官网 release notes 和德哥的 PostgreSQL 11 preview 系列 文章（搜索 PostgreSQL 11 preview）。
