پستگرس‌کیوال

پُستگْرِس‌کیواِل (به انگلیسی: PostgreSQL)، یا به طور ساده‌تر پُستگْرِس، یک سامانه مدیریت پایگاه داده‌های شی-رابطه‌ای است که برای سکوهای مختلفی از جمله لینوکس، فری بی‌اس‌دی، ویندوز، و مک اواس ده موجود است. پستگرس‌کیوال توسط گروه توسعه سراسری پستگرس‌کیوال توسعه داده می‌شود، که شامل تعداد زیادی از افراد داوطلب است.

پستگرس‌کیوال

توسعه‌دهنده(ها)	گروه توسعه سراسری پستگرس‌کیوال
مخزن	git.postgresql.org/gitweb/?p=postgresql.git
سیستم‌عامل	چندسکویی
مجوز	پروانه پستگرس‌کیوال

پروانه پستگرس‌کیوال

منتشرکننده	گروه توسعه سراسری پستگرس‌کیوال نمایندگان دانشگاه کالیفرنیا
سازگار با رهنمودهای نرم‌افزار آزاد دبیان	بله
پذیرفته‌شده از سوی بنیاد نرم‌افزار آزاد	بله
پذیرفته‌شده از سوی پیشگامان متن‌باز	بله
سازگار با گنو	بله
کپی‌لفت	خیر
پیوند از کد با مجوز دیگر	بله
وبگاه	postgresql.org/about/licence

پستگرس‌کیوال بخش اعظم استاندارد اس‌کیوال:۲۰۰۸ را پیاده‌سازی می‌کند، ACID-موافق است، کاملاً تراکنشی است (این شامل شرح‌های تعریف داده نیز می‌شود)، دارای نوع داده‌ها، عملگرها، روش‌های فهرست، توابع، توابع جمع‌بندی، زبان‌های رویه‌ای قابل توسعه است، و دارای افزونه‌های بسیاری است که توسط دیگران ایجاد شده است.

تاریخچه

پستگرس‌کیوال تکامل یافته پروژه پستگرس (POSTGRES) در دانشگاه برکلی است. پستگرس ادامه پایگاه داده رابطه‌ای اینگرس (INGRES) بود.

پروژه پستگرس برکلی

پیاده‌سازی پستگرس در سال ۱۹۸۶ آغاز شد. مفهوم‌های اولیه در مقاله «طراحی پستگرس» ارائه شد، و تعریف مدل داده اولیه در مقاله «مدل داده پستگرس» معرفی شد. طراحی سامانه قواعد در «طراحی سامانه قواعد پستگرس» شرح داده شد. معماری و منطق مدیر ذخیره‌سازی در «طراحی سامانه ذخیره‌سازی پستگرس» توضیح داده شد.

پستگرس ۹۵

در سال ۱۹۹۴، «اندرو یو» و «جولی چن» مفسر زبان اس‌کیوال (SQL) را به پستگرس اضافه کردند، که این نسخه از محصول با عنوان «پستگرس ۹۵» در وب به عنوان نسخه منبع‌بازی از کد اصلی پستگرس برکلی ارائه شد.

کد پستگرس ۹۵ کاملاً با زبان سی استاندارد نوشته شده بود و از لحاظ حجم کد ۲۵ درصد کوچکتر بود. نسخه ۱ پستگرس ۹۵ در آزمون وسیکانزین حدود ۳۰ الی ۵۰ درصد سریع‌تر از پستگرس ۴٫۲ عمل می‌کرد.

پستگرس‌کیوال

در سال ۱۹۹۶، واضح بود که نام «پستگرس ۹۵» نامی نیست که بتواند در طول زمان برجا بماند. به همین دلیل نام پستگرس‌کیوال انتخاب شد، تا هم رابطه با سیستم پستگرس اصلی نشان داده شود و هم امکانات استفاده از اس‌کیوال برجسته شود. همچنین، تصمیم گرفته شد که نسخه‌ها از ۶. ۰ ادامه پیدا کنند، و نسخه‌گذاری پستگرس اصلی را ادامه دهند.

تاریخچه انتشار

تاریخچه انتشار

انتشار	اولین انتشار	Latest minor version	آخرین انتشار	End of life	نقاط عطف
۶٫۰	۱۳۷۵/۱۱/۱۰	—	—	—	اولین نسخه رسمی PostgreSQL، فهرست‌های منحصر بفرد، ابزار pg_dumpall، احراز هویت
۶٫۱	۱۳۷۶/۰۳/۱۸	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۶٫۱٫۱	۱۳۷۶/۰۴/۳۱	—	Multicolumn indexes, sequences, money data type, GEQO (GEnetic Query Optimizer)
۶٫۲	۱۳۷۶/۰۷/۱۰	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۶٫۲٫۱	۱۳۷۶/۰۷/۲۵	—	JDBC interface, triggers, server programming interface, constraints
۶٫۳	۱۳۷۶/۱۲/۱۰	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۶٫۳٫۲	۱۳۷۷/۰۱/۱۸	۱۳۸۱/۱۲/۱۰	SQL-92 subselect ability, PL/pgTCL
۶٫۴	۱۳۷۷/۰۸/۰۸	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۶٫۴٫۲	۱۳۷۷/۰۹/۲۹	۱۳۸۲/۰۸/۰۸	VIEWs (then only read-only) and RULEs, PL/pgSQL
۶٫۵	۱۳۷۸/۰۳/۱۹	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۶٫۵٫۳	۱۳۷۸/۰۷/۲۱	۱۳۸۳/۰۳/۲۰	MVCC, temporary tables, more SQL statement support (CASE, INTERSECT, and EXCEPT)
۷٫۰	۱۳۷۹/۰۲/۱۹	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۷٫۰٫۳	۱۳۷۹/۰۸/۲۱	۱۳۸۳/۰۲/۱۹	Foreign keys, SQL-92 syntax for joins
۷٫۱	۱۳۸۰/۰۱/۲۴	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۷٫۱٫۳	۱۳۸۰/۰۵/۲۴	۱۳۸۵/۰۱/۲۴	Write-ahead log, outer joins
۷٫۲	۱۳۸۰/۱۱/۱۵	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۷٫۲٫۸	۱۳۸۴/۰۲/۱۹	۱۳۸۵/۱۱/۱۵	PL/Python, OIDs no longer required, internationalization of messages
۷٫۳	۱۳۸۱/۰۹/۰۶	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۷٫۳٫۲۱	۱۳۸۶/۱۰/۱۷	۱۳۸۶/۰۹/۰۶	Schema, table function, prepared query
۷٫۴	۱۳۸۲/۰۸/۲۶	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۷٫۴٫۳۰	۱۳۸۹/۰۷/۱۲	۱۳۸۹/۰۷/۰۹	Optimization on JOINs and data warehouse functions
۸٫۰	۱۳۸۳/۱۰/۳۰	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۸٫۰٫۲۶	۱۳۸۹/۰۷/۱۲	۱۳۸۹/۰۷/۰۹	Native server on Microsoft Windows, savepoints, tablespaces, point-in-time recovery
۸٫۱	۱۳۸۴/۰۸/۱۷	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۸٫۱٫۲۳	۱۳۸۹/۰۹/۲۵	۱۳۸۹/۰۸/۱۷	Performance optimization, two-phase commit, table partitioning, index bitmap scan, shared row locking, roles
۸٫۲	۱۳۸۵/۰۹/۱۴	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۸٫۲٫۲۳	۱۳۹۰/۰۹/۱۴	۱۳۹۰/۰۹/۱۴	Performance optimization, online index builds, advisory locks, warm standby
۸٫۳	۱۳۸۶/۱۱/۱۵	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۸٫۳٫۲۳	۱۳۹۱/۱۱/۱۹	۱۳۹۱/۱۱/۱۹	Heap-only tuples, full text search, SQL/XML, ENUM types, UUID types
۸٫۴	۱۳۸۸/۰۴/۱۰	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۸٫۴٫۲۲	۱۳۹۳/۰۵/۰۲	۱۳۹۳/۰۵/۰۲	Windowing functions, column-level permissions, parallel database restore, per-database collation, common table expressions and recursive queries
۹٫۰	۱۳۸۹/۰۶/۲۹	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۹٫۰٫۲۳	۱۳۹۴/۰۷/۱۶	۱۳۹۴/۰۷/۱۶	Built-in binary streaming replication, hot standby, in-place upgrade ability, 64-bit Windows
۹٫۱	۱۳۹۰/۰۶/۲۱	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۹٫۱٫۲۴	۱۳۹۵/۰۸/۰۶	۱۳۹۵/۰۸/۰۶	Synchronous replication, per-column collations, unlogged tables, serializable snapshot isolation, writeable common table expressions, SELinux integration, extensions, foreign tables
۹٫۲	۱۳۹۱/۰۶/۲۰	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۹٫۲٫۲۴	۱۳۹۶/۰۸/۱۸	۱۳۹۶/۰۸/۱۸	Cascading streaming replication, index-only scans, native JSON support, improved lock management, range types, pg_receivexlog tool, space-partitioned GiST indexes
۹٫۳	۱۳۹۲/۰۶/۱۸	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۹٫۳٫۲۵	۱۳۹۷/۰۸/۱۷	۱۳۹۷/۰۸/۱۷	Custom background workers, data checksums, dedicated JSON operators, LATERAL JOIN, faster pg_dump, new pg_isready server monitoring tool, trigger features, view features, writeable foreign tables, materialized views, replication improvements
۹٫۴	2014-12-18	نگارش قدیمی، دیگر پشتیبانی نمی‌شود: ۹٫۴٫۲۶	۱۳۹۸/۱۱/۲۴	۱۳۹۸/۱۱/۲۴	JSONB data type, ALTER SYSTEM statement for changing config values, ability to refresh materialized views without blocking reads, dynamic registration/start/stop of background worker processes, Logical Decoding API, GiN index improvements, Linux huge page support, database cache reloading via pg_prewarm, reintroducing Hstore as the column type of choice for document-style data.
۹٫۵	۱۳۹۴/۱۰/۱۷	نگارش قدیمی‌تر، هنوز پشتیبانی می‌شود: ۹٫۵٫۲۲	۱۳۹۹/۰۲/۲۵	۱۳۹۹/۱۱/۲۳	UPSERT, row level security, TABLESAMPLE, CUBE/ROLLUP, GROUPING SETS, and new BRIN index
۹٫۶	۱۳۹۵/۰۷/۰۸	نگارش قدیمی‌تر، هنوز پشتیبانی می‌شود: ۹٫۶٫۱۸	۱۳۹۹/۰۲/۲۵	۱۴۰۰/۰۸/۲۰	Parallel query support, PostgreSQL foreign data wrapper (FDW) improvements with sort/join pushdown, multiple synchronous standbys, faster vacuuming of large table
۱۰	۱۳۹۶/۰۷/۱۳	نگارش قدیمی‌تر، هنوز پشتیبانی می‌شود: ۱۰٫۱۳	۱۳۹۹/۰۲/۲۵	۱۴۰۱/۰۸/۱۹	Logical replication, declarative table partitioning, improved query parallelism
۱۱	۱۳۹۷/۰۷/۲۶	نگارش قدیمی‌تر، هنوز پشتیبانی می‌شود: ۱۱٫۸	۱۳۹۹/۰۲/۲۵	۱۴۰۲/۰۸/۱۸	Increased robustness and performance for partitioning, transactions supported in stored procedures, enhanced abilities for query parallelism, just-in-time (JIT) compiling for expressions
۱۲	۱۳۹۸/۰۷/۱۱	نگارش پایدار جاری: ۱۲٫۳	۱۳۹۹/۰۲/۲۵	۱۴۰۳/۰۸/۲۴	Improvements to query performance and space utilization; SQL/JSON path expression support; generated columns; improvements to internationalization, and authentication; new pluggable table storage interface.
۱۳	—	نگارش آتی: ۱۳ آزمایشی ۱	۱۳۹۹/۰۳/۰۱	—

ایجاز:

نگارش قدیمی

نگارش قدیمی‌تر، هنوز پشتیبانی می‌شود

نگارش پایدار جاری

آخرین نگارش پیش‌نمایش

انتشار آتی

سکوها

معماری‌های دستور عمل

پُستگرس‌کیواِل بر روی هر کدام از معماری‌های زیر عمل می‌کند: ایکس۸۶، ایکس۸۶-۶۴، آی‌ای۶۴ ایتانیوم، پاور پی‌سی، پاور پی‌سی۶۴، S/۳۹۰، S/390x، اسپارک، اسپارک ۶۴، آلفا، آرم، میپس، میپسل، ام۶۸کی، و پی‌آ-ریسک.

سیستم عامل‌ها

پستگرس‌کیوال بر روی سیستم عامل‌های زیر موجود است: لینوکس (تمام توزیع‌های اخیر)، ویندوز (ویندوز ۲۰۰۰ SP4 و بعد)، فری بی اس دی، اپن‌بی‌اس‌دی، نت‌بی‌اس‌دی، مک اواس اکس، ای‌آی‌اکس، بی‌اس‌دی/اواس، اچ‌پی-یواکس، آیریکس، اپن ایندیانا، اپن سولاریس، و یونیکس ترو۶۴.

قابلیت‌ها

پستگرس‌کیوال از بخش اعظم زبان اس‌کیوال پشتیبانی می‌کند، و بسیاری از امکانات مدرن را نیز در اختیار می‌گذارد:

• پرس‌وجوهای پیچیده
• کلیدهای خارجی
• تریگرها
• دیدها
• تمامیت تراکنشی
• کنترل همروندی چندنسخه‌ای

همچنین، کاربران قادر به توسعه پستگرس‌کیوال به روش‌های مختلف هستند، به عنوان مثال کاربران قادر به افزودن موارد زیر هستند:

• انواع داده،
• توابع،
• عملگرها،
• توابع تجمیعی،
• روش‌های فهرست،
• زبان‌های رویه‌ای،
• لفافه‌های خارجی داده.

زبان‌های رویه‌ای

پستگرس‌کیوال اجازه می‌دهد که توابع تعریف شده توسط کاربر در زبانی علاوه بر اس‌کیوال و سی نیز نوشته شود. این زبان‌های دیگر معمولاً زبان‌های رویه‌ای نامیده می‌شوند. زبان‌های رویه‌ای از بخش‌های توکار پستگرس‌کیوال نیستند و به صورت ماژول‌های قابل بارگذاری استفاده می‌شوند.

در حال حاضر چهار زبان رویه‌ای همراه توزیع استاندارد پستگرس‌کیوال وجود دارد: پی‌ال/پی‌جی‌اس‌کیوال (PL/pgSQL)، پی‌ال/تی‌سی‌ال (PL/TCL)، پی‌ال/پرل (PL/Perl)، و پی‌ال/پایتون (PL/Python).

به عنوان مثال برای ایجاد تابعی با استفاده از پی‌ال‌پایتون که کمینه دو عدد را محاسبه می‌کند، می‌توانیم به صورت زیر عمل کنیم:

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS plpythonu;

CREATE FUNCTION pymin(a integer, b integer)
  RETURNS integer
AS $$
  if a <b:
    return a
  return b
$$ LANGUAGE plpythonu;

لفافه‌های خارجی داده

از نسخه ۹٫۱ به بعد، پستگرس‌کیوال می‌تواند از داده‌های سایر سیستم با استفاده از لفافه‌های خارجی داده (Foreign Data Wrappers) استفاده کند. با استفاده از این امکان، می‌توان جدولی ساخت که منبع اطلاعاتش هر منبع خارجی، مانند فایل موجود در سیستم فایل، یا پایگاه داده دیگر، یا یک وب سرویس باشد. این به این معنی است که پرس‌وجوها می‌توانند این منابع داده را مانند جدول عادی استفاده کنند، و حتی این جدول‌ها را با جدول‌های عادی پیوند دهد. لیستی از لفافه‌های خارجی داده در ویکی پستگرس‌کیوال موجود است.

به عنوان مثال، فرض کنید یک فایل دارید که هر رکورد آن در یک سطر قرار دارد و مقادیر فیلدها با کاراکتر «|» از هم جدا شده است، و هر رکورد شامل سه فیلد نام، شهر، و سن است. به صورت زیر می‌توان یک جدول ایجاد کرد که منبع داده‌هایش این فایل است:

CREATE FOREIGN TABLE person {
    name text,
    city text,
    age int4
} SERVER file_server
OPTIONS (format 'text', filename '/path/to/file', delimiter '|', null '');

برای اینکه بتوان تعریف بالا را انجام داد، ابتدا باید افزونه file_fdw و سرور file_server را ایجاد کرد:

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS file_fdw;

CREATE SERVER file_server FOREIGN DATA WRAPPER file_fdw;

قبل از نسخه ۹٫۳، لفافه‌های خارجی داده تنها خواندنی بودند. از نسخه ۹٫۳ به بعد امکان نوشتن در لفافه‌های خارجی داده نیز افزوده شد.

انواع داده

انواع داده‌های وسیعی در پستگرس‌کیوال پشتیبانی می‌شوند، که شامل موارد زیر است:

• بولی
• اعداد با دقت دلخواه
• کاراکتری
• دودویی
• JSON

• تاریخ/زمان
• پول
• شمارشی (Enum)
• رشته بیتی
• هندسی

• نوع جستجوی رشته
• ترکیبی
• آرایه‌ها
• انواع اولیه هندسی
• بازه

• آدرس‌های IPv4 و IPv6
• بلوک‌های CIDR و آدرس‌های MAC
• XML
• UUID

فهرست‌ها

از فهرست‌ها می‌توان برای بهبود عملکرد پایگاه‌داده استفاده کرد. فهرست‌ها به سرویس‌دهنده پایگاه‌داده اجازه می‌دهد تا سطرهای خاص را سریع‌تر از حالت بدون فهرست بیابد.

انواع مختلف فهرست در پستگرس‌کیوال موجود است، که شامل موارد زیر می‌شود:

• درخت‌های بی
• درهم‌سازی (Hash)
• درخت جستجوی تعمیم‌یافته (GiST)
• درخت جستجوی تعیم‌یافته با فضای تقسیم‌شده (SP-GiST)
• فهرست معکوس تعمیم‌یافته (GIN)

هر فهرست از الگوریتم متفاوتی استفاده می‌کند و برای انواع خاصی از پرس‌وجوها مناسب است.

قابلیت اطمینان

پستگرس‌کیوال از واقعه‌نگاری قبل نوشتن (به انگلیسی: Write-Ahead Logging یا WAL) برای اطمینان از جامعیت داده استفاده می‌کند. به طور خلاصه، مفهوم اصلی WAL این است که تغییرات فایل‌های داده (محل ذخیره‌سازی جدول‌ها و فهرست‌ها) تنها در صورتی باید انجام شود که این تغییرات واقعه‌نگاری شده‌اند، و رکوردهای واقعه‌نگاری مرتبط در حافظه دایمی ثبت شده است. در اینصورت، درصورت بروز اشکال در اجرای پایگاه‌داده، می‌توانیم با استفاده از وقایع ثبت‌شده داده‌ها را بازیابی کنیم.

کنترل همروندی چندنسخه‌ای

پستگرس‌کیوال از کنترل همروندی چندنسخه‌ای (به انگلیسی: Multiversion Concurrency Control یا MVCC) برای ثبات داده استفاده می‌کند. یعنی اینکه هر تراکنش، صرف‌نظر از وضعیت فعلی پایگاه‌داده، نسخه‌ای از پایگاه‌داده که مربوط به زمانی پیش است را می‌بیند. این ویژگی تراکنش‌ها را از مشاهده داده بی‌ثباتی که در طول اجرای تراکنش‌های همزمان بر روی سطرهای یکسان ایجاد می‌شود محافظت می‌کند.

مزیت اصلی کنترل همروندی چندنسخه‌ای این است که قفل‌های استفاده شده برای خواندن داده با قفل‌های استفاده شده برای نوشتن داده متفاوت است، و بنابراین نوشتن هرگز مانع خواندن و خواندن هرگز مانع نوشتن نمی‌شود.

رابط‌های برنامه‌نویسی

برای پستگرس‌کیوال چندین نوع رابط وجود دارد، و به صورت وسیعی توسط کتابخانه‌های زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف پشتیبانی شده است. این کتابخانه‌ها شامل موارد زیر است:

• سی (libpq)
• پرل
• تی‌سی‌ال

• جاوا
• لوا

• دات‌نت
• جاوااسکریپت

• درایور ODBC
• پایتون

کاربران برجسته

کاربران برجسته پستگرس‌کیوال شامل موارد زیر است:

• یاهو! برای تحلیل رفتار کاربران وب
• ردیت، پایگاه اخبار اجتماعی
• اینستاگرم، سرویس اشتراک گزاری تصاویر
• جنی‌دات‌کام
• دیسکاس، سرویس بحث و نظردهی آنلاین

• اپن‌استریت‌مپ
• سونی آنلاین انترتینمنت
• ایستگاه فضایی بین‌المللی برای جمع‌آوری داده‌های مسافت‌سنجی در مدار
• هروکو

جستارهای وابسته

• مای‌اس‌کیوال
• اس‌کیوال
• اس‌کیولایت

پیوند به بیرون

• وبگاه رسمی
• پستگرس‌کیوال در کرلی
• PostgreSQL در گیت‌هاب