PostgreSQL13 新特性介绍

PostgreSQL 13.0版本已于2020-09-24发行，目前最新版为PostgreSQL 13.1。PostgreSQL 13版本中包含了令人欣喜的新特性和优化，其中典型的有：

• Btree索引优化(引入Deduplication技术)
• 支持增量排序
• 支持并行vacuum index
• 支持可信插件
• 支持扩展统计信息
• 支持hash aggregation使用磁盘存储

 本文我们将选取几个PostgreSQL 13中的重点新特性进行介绍，让读者先睹为快。

1.       Btree索引优化

如果一张表的某些列值不是唯一的，那么将会存在很多重复值，一旦该列上建有索引的话，那么索引也会有很多重复的索引项。在PostgreSQL 13中引入了deduplicate功能，该功能将会定期的将重复的索引项合并，有效地减少了索引的存储空间。随着索引项的减少，重建索引、vacuum索引的速度都将获得提升，查询的效率也会得到提升。

     下面我们分别在PostgreSQL 12 和 13 版本中创建唯一索引和包含大量重复项的索引，比较一下效果。测试脚本如下：

CREATE TABLE test_tbl (id int4, str varchar(64), time timestamp without time zone);
INSERT INTO test_tbl (id, str, time) SELECT round(100000000*random()), 'test_tbl_000' || num, '2020-12-31 24:00:00' FROM generate_series(1,6000000) num;
CREATE UNIQUE INDEX idx_on_str ON test_tbl USING BTREE(str);
CREATE INDEX idx_on_time ON test_tbl USING BTREE(time);

    idx_on_str是唯一索引；idx_on_time是非唯一索引，存储的索引项都一样。

    PostgreSQL 12.2 查看索引大小，如下:

 在PostgreSQL 13 中查看索引大小:

 根据以上信息可以看出，创建索引后，唯一索引在12版本13版本大小一致，都是232MB；但是非唯一索引的差别较大，13版本的非唯一索引大小约为12版本的1/3不到，减小了很多存储空间。

2.       增量排序

增量排序用在多列排序的场景下来加快排序速度。例如，下面的SQL：

SELECT * FROM table ORDER BY c1, c2 LIMIT 10;

如果c1已经排好序，那么只需要在此基础上对c2进行增量排序即可。PostgreSQL 13 版本新增了enable_incrementalsort参数控制是否开启增量排序，此参数默认开启，可以通过set enable_incremental_sort = off 关闭。

下面我们在100万条数据的表上测试一下增量排序的效果：

未打开增量排序：

打开增量排序：

未打开增量排序前，sql执行时间为222ms，打开增量排序之后，执行时间变为0.213ms，性能相比未开启增量排序时提升了好几个数量级。

3.       支持并行VACUUM

  PostgreSQL 13支持了对索引的并行VACUUM，可以通过指定parallel选项打开该功能。使用该功能存在如下限制：

• 目前仅限于索引的并行vacuum，每个索引会分配一个vacuum worker。
• 不支持在加上FULL选项后使用。
• 只有在至少包含有2个及以上索引的表上使用parallel选项才有效。
• 索引的大小超过min_parallel_index_scan_size

 下面我们准备一张包含300万条数据的表，表上建了两个索引，在PostgreSQL 13上对比下正常vacuum和并行vacuum的效果：

 先看在PostgreSQL 13正常vacuum的情况：

  再看下在pg13下并行vacuum的执行情况：

 从上图比较可以看到，启用并行vacuum之后时间由356ms减少到42ms，提升了8倍多。

4.     可信插件

    PostgreSQL 13允许 非superuser安装一些被指定为可信的插件到自己的数据库中，只要该用户拥有 CREATE 权限即可。之前的版本是当用户想安装一个插件的时候，必须具有superuser权限。在pg13里将不需要这样了：只要某个插件被标记为“trusted”，那么就不再需要superuser权限了。插件是否可信，取决于插件的control文件，只要在control文件里设置了trusted = true,那么该插件就是可信的。

   我们创建一个普通用户，然后用该用户登录数据库去创建插件会失败：

    然后我们在pg_stat_statements.control文件里加上trusted = true之后再去尝试就成功了：

5.       总结

    PostgreSQL 13带来了很多令人欣喜的新特性和优化，本文限于篇幅只介绍了其中4个。包括逻辑复制支持分区表，扩展统计信息，跟踪wal使用信息等很多很有意思的功能读者可以自行探索。

    详细说明请参考社区官方Release Notes：https://www.postgresql.org/docs/13/release-13.html