PostgreSQL技术问答40 - Feature Matrix 功能特性矩阵本文分享了一个Postgres官方文档中

本文是《PostgreSQL技术问答》系列文章中的一篇。关于这个系列的由来，可以参阅开篇文章：

文章的编号只是一个标识，在系列中没有明确的逻辑顺序和意义。读者进行阅读时，不用太关注这个方面。

本文主要讨论的内容是在Postgres的Feature Matrix 功能特性矩阵。

什么是Feature Matrix 功能特性矩阵

FM是Postgres官方技术文档中一个非常有趣的内容板块。它使用了一个文档，来描述在Postgres的各个主要大的版本中，一些比较重要和核心功能的实现，这个文档的地址如下：

www.postgresql.org/about/featu…

它还使用了一种非常直观而且比较容易操作的方式，来展示各个特性项目、特性项目所属分类和版本实现之间的关系。

FM有那些主要的分类

从FM的内容上，我们可以一窥Postgres系统设计和构成的各个板块和整体框架，这对于我们理解Postgres系统，特别是其规划和设计特点，是非常有帮助的。

这些板块的具体内容，下面简单例举如下：

• Backend，后端
• Data Types, Functions, & Operators 数据类型，函数和操作符
• Indexing & Constraints, 索引和约束
• SQL，结构化查询语言
• Data Definition Language (DDL)， 数据定义
• Performance， 性能
• JSON
• Partitioning & Inheritance， 分区和继承
• Views & Materialized Views， 视图和实体化视图
• Replication，数据复制
• Backup, Restore, & Data Integrity，备份恢复和数据集成
• Data Import & Export，数据导入导出
• Configuration Management， 配置管理
• Security， 安全性
• Transactions and Visibility， 事务和可见性
• VACUUM and Maintenance， 清空和维护
• Foreign Data Wrappers， 外部数据封装
• Custom Functions, Stored Procedures, & Triggers，自定义函数，存储过程和触发器
• Procedural Languages，过程语言
• Extensions，扩展
• Internationalisation， 国际化
• Client Applications，客户端应用
• Additional Modules (contrib)， 附加模块
• Network， 网络
• Platforms，平台

通过了解这些板块和构成，可以帮助我们了解和积累以下信息和认知：

• Postgres中，大的功能模块和子系统是如何分类的
• 我们日常涉及到的细节化的功能特性，应当归类于那些板块
• 一个完善成熟的关系型数据库系统，应当有那些部分组成
• 相比于其他的数据库系统，Postgres有那些独特的功能，或者缺失的特性
• 快速检索和查询相关的功能特性的定义和内容
• 可以感受和理解Postgres开发和产品发布的节奏和策略
• 也可以感受Postgres技术发展和演进的过程

在最近的两个版本中，有那些重要的新特性

现有(截至2024-08-27)的最新的两个大版本中，17版本还处于Beta3阶段，16.4已经是可用的正式版本。基于功能特性矩阵，笔者简单总结了一下：

• pg_stat_checkpointer system view： 统计检查点系统视图
• pg_stat_io - I/O metrics view： IO指标视图
• pg_wait_events system view： 等待事件系统视图
• Parallelized CREATE INDEX for BRIN indexes： BRIN索引创建并行执行
• ANY_VALUE aggregate： ANY_VALUE聚合
• Non-decimal integer literals：非数值整数字面量
• SYSTEM_USER： 系统用户
• Underscores (_) for thousands separators： 下划线分隔千分位
• Incremental sort for SELECT DISTINCT: 选择去重的增量排序
• Load balancing for libpq / psql: libpq负载均衡
• Parallel FULL and RIGHT joins： 并行FULL和RIGHT连接
• SIMD support for ARM: ARM平台支持SIMD
• SIMD support for x86: X86平台支持SIMD
• SQL/JSON constructors: SQL/JONS构造器
• SQL/JSON IS JSON: IS JSON方法
• Logical replication avoids replication loops： 逻辑复制避免复制循环
• Logical replication from standbys: 从替补系统逻辑复制
• Logical replication initial sync using binary protocol： 逻辑复杂同步使用二进制协议
• Logical replication lookups with additional indexes: 逻辑复杂查找附加索引
• Logical replication parallel apply of transactions
• Include directives for pg_hba.conf and pg_ident.conf
• Regular expression matching in pg_hba.conf and pg_ident.conf：配置文件支持正则匹配
• Client-specified requirements for authentication: 客户端指定认证需求
• Kerberos credential delegation： Kerberos凭据委托
• Support using the client's OS trusted CA： 支持客户端OS的CA
• Page freezing optimizations：页冻结优化
• Radix tree memory structure for vacuum: Vacuum操作使用Radix树内存结构
• psql \bind: psql bind命令，执行SQL绑定参数

可以看到，大部分都是和性能、安全和新型硬件适配相关的内容，中间有几个亮点：

• 对于SIMD(单指令多数据) CPU的支持，这是现代化CPU的重要特性，对其支持可以大大提升代码数据处理性能
• 更完善的逻辑复制特性
• 增强系统的管理和维护功能
• 协议和客户端安全提升
• 持续的底层系统优化，并行处理，增量处理，负载均衡...

除了了解Postgres的设计和结构之外，还能用来做什么

笔者经常用这个功能矩阵，来了解和学习Postgres在不同版本中，提供了那些新的功能特性。以及某些特性，它的版本支持和演进的情况是怎么样的。

例如我们都知道现在Postgres支持Merge语句了，但从下面的图表我们才能直观的看到，其实是从15版本才开始的。

从这个列表中我们也可以看到，Postgres已经是一个非常完整和成熟的数据库系统了。最近的这些版本，新增和改进的特性，都是很细节化的，或者更好更通用的实现。也可以各个数据库系统之间，也在参照对方，对自己进行改进和完善。所以，在这个意义上，现有成熟主流的数据库系统，对于一般的应用需求，在功能特性这个维度，并没有太大的差异。

当然基于市场和定位的考虑，它可能会原生缺乏一些企业级的功能(例如原生的高可用性和分布式)。但作为一个非常强大和稳定的核心，就和Linux的生态系统一样，可以提供给一些第三方的专业方案商有一些扩展和发挥的空间，这对于整个生态也是有益的。

小结

本文分享了一个Postgres官方文档中，一个重要而有趣的内容和信息板块-Feature Matrix，功能特性矩阵。从这个内容板块中，我们可以看到和理解Postgres的系统架构和功能板块的设计。