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自2019年底加入墨天轮数据社区以来，笔者在PG乐知乐享专栏持续撰写了与PostgreSQL相关的文章，近几年陆续撰写了一些有关各版本新特性方面的文章。由于PostgreSQL每个版本发布的新特性较多，因此要想全面、完整地掌握PostgreSQL新特性十分困难。本书对PostgreSQL的7个大版本：从PostgreSQL 10到PostgreSQL 16，根据公开的新特性实验手册、新特性相关的文章、邮件列表、社区核心提交者相关的博客，以及官方Release Notes等素材进行精加工，并从主要性能、可靠性、运维管理、开发易用性、系统层5个方面进行介绍。在当前国内外环境下，PostgreSQL正在不断崛起，本书从新特性的视角帮助读者掌握数据库的正确使用方式。

第1章  PostgreSQL 10新特性	1
1.1  PostgreSQL 10的主要性能提升	1
1.1.1  数据分区	1
1.1.2  并行特性增强	1
1.1.3  统计信息扩展	2
1.1.4  AFTER触发器性能增强	4
1.1.5  Aggregate操作支持下推	5
1.2  PostgreSQL 10的可靠性提高	7
1.2.1  仲裁提交引入	7
1.2.2  HASH索引支持记录WAL	8
1.2.3  事务提交状态检测	8
1.3  PostgreSQL 10的运维管理优化	9
1.3.1  WAL文件大小扩容	9
1.3.2  WAL支持在线压缩	10
1.3.3  ICU标准库引入	10
1.3.4  活动会话视图增强	10
1.3.5  HBA文件新增系统视图	11
1.3.6  promote子命令增加等待模式	12
1.3.7  基础备份增强	12
1.3.8  临时复制槽引入	13
1.3.9  行级安全策略优化	13
1.3.10  PSQL工具允许条件式交互	15
1.4  PostgreSQL 10的开发易用性提升	15
1.4.1  声明式分区引入	15
1.4.2  表级数据发布与订阅	17
1.4.3  标识列引入	18
1.4.4  全文检索支持JSON与JSONB数据类型	21
1.4.5  xmltable函数引入	22
1.5  PostgreSQL 10的系统层变化	24
1.5.1  XLOG重命名	24
1.5.2  系统元数据引入	25
1.5.3  配置参数引入	26
1.5.4  口令加密安全性提高	26
1.5.5  预置角色变化	26
1.5.6  附加模块变化	27
1.6  本章小结	27
第2章  PostgreSQL 11新特性	28
2.1  PostgreSQL 11的主要性能提升	28
2.1.1  WAL可配置	28
2.1.2  B-Tree索引并行创建	29
2.1.3  HASH操作及HASH JOIN操作支持并行	30
2.1.4  其他并行特性支持	31
2.1.5  表达式索引引入	32
2.1.6  覆盖索引引入	33
2.1.7  实时编译引入	34
2.1.8  缓存管理改进	35
2.1.9  UPDATE操作和DELETE操作支持下推	35
2.2  PostgreSQL 11的可靠性提高	36
2.2.1  数据块校验和检测	36
2.2.2  B-Tree索引坏块检测	37
2.2.3  查询ID由32位扩充为64位	37
2.3  PostgreSQL 11的运维管理优化	38
2.3.1  快速添加列	38
2.3.2  维护操作支持多个表	40
2.3.3  分区数据支持通过父表加载	40
2.3.4  新增KILL信号	40
2.3.5  WAL支持离线重构	40
2.3.6  PSQL工具支持记录语句执行情况	41
2.4  PostgreSQL 11的开发易用性提升	42
2.4.1  声明式分区增强	42
2.4.2  支持事务控制的存储过程	43
2.4.3  逻辑复制支持TRUNCATE操作	44
2.4.4  窗口函数增强	44
2.5  PostgreSQL 11的系统层变化	45
2.5.1  配置参数引入	45
2.5.2  预置角色变化	46
2.5.3  超级用户权限下放	46
2.5.4  附加模块变化	47
2.6  本章小结	47
第3章  PostgreSQL 12新特性	48
3.1  PostgreSQL 12的主要性能提升	48
3.1.1  CTE优化	48
3.1.2  索引效率提升	50
3.1.3  系统函数优化	51
3.2  PostgreSQL 12的运维管理优化	51
3.2.1  校验和开关控制	51
3.2.2  COPY FROM命令数据过滤	52
3.2.3  用户级流复制超时控制	52
3.2.4  VACUUM操作及ANALYZE操作锁跳过	53
3.2.5  表及索引清理解耦	54
3.2.6  索引在线重建	54
3.2.7  执行计划显示非默认参数	55
3.2.8  后台操作进度报告引入	56
3.2.9  备库升主库开放SQL接口	57
3.2.10  PSQL工具帮助链接添加	57
3.3  PostgreSQL 12的开发易用性提升	58
3.3.1  声明式分区增强	58
3.3.2  运算存储列使用	59
3.3.3  绑定变量窥探引入	60
3.3.4  SQL/JSON path引入	61
3.3.5  枚举数据类型增强	63
3.4  PostgreSQL 12的系统层变化	63
3.4.1  表存储引擎开放	63
3.4.2  恢复相关配置优化	64
3.4.3  系统元数据引入	64
3.4.4  配置参数引入	65
3.4.5  流复制连接数优化	66
3.4.6  DOS攻击预防	66
3.4.7  SSL协议可控	67
3.4.8  附加模块变化	67
3.5  本章小结	67
第4章  PostgreSQL 13新特性	68
4.1  PostgreSQL 13的主要性能提升	68
4.1.1  索引去重	68
4.1.2  增量排序	70
4.1.3  库级索引并发重建	71
4.1.4  HASH聚合可溢出到磁盘	72
4.1.5  索引并行清理	72
4.1.6  PL/pgSQL提速	74
4.1.7  Windows连接优化	75
4.2  PostgreSQL 13的可靠性提高	75
4.2.1  备份可靠性提高	75
4.2.2  流复制可动态配置	77
4.3  PostgreSQL 13的运维管理优化	77
4.3.1  数据库删除更便捷	77
4.3.2  并行查询关联PID	78
4.3.3  共享内存可观测	79
4.3.4  基于磁盘的缓存可监控	79
4.3.5  后台操作进度报告引入	80
4.3.6  语句日志采样降噪	80
4.3.7  PSQL工具跟踪事务运行状态	80
4.3.8  pg_rewind工具优化	82
4.4  PostgreSQL 13的开发易用性提升	83
4.4.1 分区表及逻辑复制改进	83
4.4.2  标识列可忽略用户输入	84
4.4.3  存储列可转换为普通列	85
4.4.4  分页排序可并列排名	86
4.4.5  易用的内置函数引入	87
4.4.6  FF1～FF6时间格式引入	88
4.4.7  Row表达式使用	88
4.4.8  视图列名纠正	89
4.5  PostgreSQL 13的系统层变化	89
4.5.1  系统元数据引入	89
4.5.2  配置参数引入	89
4.5.3  对象标识符类型引入	90
4.5.4  内部术语引入	91
4.5.5  备库升主库流程优化	91
4.5.6  INSERT操作自动清理调优	92
4.5.7  WAL用量跟踪	93
4.5.8  坏块绕过继续恢复	95
4.5.9  外部表安全性提高	95
4.5.10  附加模块变化	96
4.6  本章小结	97
第5章  PostgreSQL 14新特性	98
5.1  PostgreSQL 14的主要性能提升	98
5.1.1  高并发连接优化	98
5.1.2  紧急清理模式引入	99
5.1.3  列级压缩可配置	99
5.1.4  逻辑复制改进	101
5.1.5  嵌套循环改进	102
5.1.6  并行特性增强	103
5.2  PostgreSQL 14的可靠性提高	104
5.2.1  数据结构检测	105
5.2.2  备节点可作为恢复源	105
5.2.3  密码长度限制取消	107
5.3  PostgreSQL 14的运维管理优化	107
5.3.1  查询ID引入	108
5.3.2  索引表空间在线移动	111
5.3.3  触发器在线重建	112
5.3.4  控制客户端连接	113
5.3.5  后台操作进度报告引入	114
5.3.6  可观测性增强	115
5.4  PostgreSQL 14的开发易用性提升	115
5.4.1  多范围类型引入	115
5.4.2  存储过程支持OUT模式参数	116
5.4.3  新形式的SQL函数引入	116
5.4.4  JSON操作功能增强	118
5.4.5  递归查询改进	119
5.4.6  易用的内置函数引入	122
5.5  PostgreSQL 14的系统层变化	125
5.5.1  系统元数据引入	125
5.5.2  系统函数变化	126
5.5.3  预置角色变化	126
5.5.4  配置参数变化	128
5.5.5  客户端C驱动改进	129
5.5.6  客户端认证安全性提高	130
5.5.7  附加模块变化	131
5.6  本章小结	133
第6章  PostgreSQL 15新特性	135
6.1  PostgreSQL 15的主要性能提升	135
6.1.1  统计信息内存化	135
6.1.2  增量排序算法改进	136
6.1.3  WAL恢复预读取	137
6.1.4  全块写新增压缩算法	138
6.1.5  备份效率提高	138
6.1.6  并行特性增强	140
6.2  PostgreSQL 15的可靠性提高	141
6.2.1  统计信息一致性读取	141
6.2.2  统一非独占备份模式引入	142
6.2.3  本地化Collation相关增强	142
6.2.4  流复制支持UNLOGGED序列	144
6.2.5  pg_rewind工具指定外部配置文件	145
6.3  PostgreSQL 15的运维管理优化	145
6.3.1  服务端本地备份引入	145
6.3.2  JSON格式日志引入	147
6.3.3  创建数据库功能增强	150
6.3.4  COPY操作对文本格式增强	150
6.3.5  执行计划显示信息改进	151
6.3.6  pg_receivewal工具压缩功能增强	153
6.3.7  PSQL工具优化	153
6.4  PostgreSQL 15的开发易用性提升	155
6.4.1  MERGE语句引入	155
6.4.2  NULL值与UNIQUE约束更搭	162
6.4.3  numeric数据类型改进	163
6.4.4  正则表达式函数引入	164
6.4.5  分区表改进	165
6.4.6  逻辑复制改进	166
6.5  PostgreSQL 15的系统层变化	167
6.5.1  系统元数据引入	167
6.5.2  系统函数变化	168
6.5.3  预置角色变化	169
6.5.4  配置参数变化	170
6.5.5  GRANT命令授权变化	173
6.5.6  递归查询优化	173
6.5.7  公共模式安全性提高	174
6.5.8  视图安全性提高	176
6.5.9  附加模块变化	177
6.6  本章小结	177
第7章  PostgreSQL 16新特性	179
7.1  PostgreSQL 16的主要性能提升	179
7.1.1  并行特性增强	179
7.1.2  预排序性能提升	180
7.1.3  死元组清理性能提升	180
7.1.4  其他性能提升	180
7.2  PostgreSQL 16的运维管理优化	181
7.2.1  I/O统计更详细	181
7.2.2  pg_dump工具功能增强	182
7.2.3  PSQL工具功能增强	183
7.2.4  VACUUM命令及VACUUMDB工具功能增强	183
7.2.5  pg_hba.conf文件配置更高效	184
7.2.6  普通用户连接优化	184
7.2.7  HOT更新监控增强	185
7.2.8  不活跃索引监控	185
7.2.9  便捷的参数化语句分析	186
7.3  PostgreSQL 16的开发易用性提升	187
7.3.1  逻辑复制功能完善	187
7.3.2  SQL标准2023部分支持引入	188
7.3.3  SQL/JSON 函数功能增强	189
7.3.4  数据导入默认值重定义	192
7.3.5  libpq协议负载均衡功能引入	193
7.4  PostgreSQL 16的系统层变化	193
7.4.1  版本兼容性变化	193
7.4.2  系统函数变化	195
7.4.3  预置角色变化	196
7.4.4  配置参数变化	196
7.4.5  初始用户权限优化	197
7.4.6  成员角色权限变化	197
7.4.7  附加模块变化	200
7.5  本章小结	200

前言
  Preface  
1．为什么要写这本书
PostgreSQL官方文档及Release Notes对新特性的介绍比较晦涩难懂，国内外一些“大佬”的博客和历届PostgreSQL大会也都有各版本新特性的详细介绍，但都比较分散。另外，PostgreSQL全球社区发布新版本的速度十分快，大多数人都来不及学习每个版本的新特性。笔者多年前入驻墨天轮数据社区，受乐知乐享的精神鼓励，在该平台创作了有关PostgreSQL的文章一百多篇。得益于PostgreSQL相关社区平台及技术交流微信群，笔者输出了大量干货文章，其中包括很多版本新特性的实践案例，并将其整理成书稿。
2．本书的主要内容
本书对国内外有关PostgreSQL新特性相关的文章进行归纳整理，从PostgreSQL 10到PostgreSQL 16，共分7章，从主要性能、可靠性、运维管理、开发易用性、系统层5个方面进行介绍，同时基于各版本最新发布的小版本进行实践验证，并对其加工修订。本书中的上百个新特性均有实际案例作为支撑。如果您对下面这些问题感兴趣，那么学习本书中的知识会对您有所帮助。
● PostgreSQL有哪些兼容Oracle的功能特性？
PostgreSQL 11支持事务控制的存储过程，PostgreSQL 12支持绑定变量窥探设置优化器策略，PostgreSQL 14支持查询ID分析慢查询，PostgreSQL 15支持MERGE语句，PostgreSQL 16支持子查询不带别名。
● PostgreSQL有哪些性能得以提升？
PostgreSQL 10的数据分区，PostgreSQL 11的B-Tree索引并行创建，PostgreSQL 13的索引去重，PostgreSQL 14的高并发连接优化，PostgreSQL 15的统计信息内存化，PostgreSQL 16的VACUUM操作使用的ring buffer内存可控。
● PostgreSQL 有哪些易用的开发函数？
PostgreSQL 10的xmltable函数，PostgreSQL 13的UUID数据类型的内置函数，PostgreSQL 14的string_to_table函数，PostgreSQL 16的any_value函数等。
● PostgreSQL的逻辑复制有哪些改进？
PostgreSQL 11支持TRUNCATE操作，PostgreSQL 13支持分区表同步及同步到异构分区表，PostgreSQL 14支持流式处理大事务、提升TRUNCATE操作的性能、支持以二进制形式传输数据及优化表的初始数据同步等，PostgreSQL 15支持两阶段提交、允许发布模式下的所有表、支持行级和列级过滤及改进复制冲突处理，PostgreSQL 16支持从standby节点复制、发布端并行应用大事务。
3．适合阅读本书的读者
● 所有对PostgreSQL感兴趣的人。
本书可以帮助不太熟悉PostgreSQL的DBA（数据库管理员）通过运维管理的新特性实践快速成长为一名合格的PostgreSQL DBA。PostgreSQL爱好者通过系统学习本书各版本新特性的知识也可以成为PostgreSQL专家。熟悉PostgreSQL的DBA还可以利用各版本新特性达到事半功倍的效果，进一步提高自身的数据库运维管理水平。
● 国产数据库DBA。
本书也非常适合转型到基于PostgreSQL内核的国产数据库DBA，通过新特性的版本演进可以掌握国产数据库的特性。
● 开发人员。
开发人员可以通过本书开发相关的新特性掌握与PostgreSQL相关的标准语法和内置函数等的技巧，提高开发效率。
PostgreSQL 正在经历一场缓慢的崛起，读者可以考虑投入更多的关注与学习。
4．勘误和支持
由于笔者的水平有限，书中难免存在一些疏漏，敬请读者批评指正。读者可以将在书中遇到的问题及宝贵意见发送至chong.peng@enmotech.com，或者添加笔者的微信号skypkmoon，笔者很期待听到您的真挚反馈。
5．致谢
感谢2015—2018届PostgreSQL中文社区主席萧少聪及现任主席张文升带领笔者进入PostgreSQL的大门；感谢PostgreSQL中文社区大学校长周正中（德哥）日复一日持续的公益奉献；感谢知名微信公众号“PostgreSQL学徒”的作者熊灿灿和“非法加冯”的作者冯若航对相关案例的分享；感谢在PGFans技术社区和墨天轮数据社区大量发布关于PostgreSQL新特性文章的作者，让笔者可以学习借鉴；感谢中国PostgreSQL分会的大力支持，促使本书得以出版感谢电子工业出版社的编辑杜军老师协助本书进行出版；最后感谢笔者的妻子及母亲，她们的默默付出让笔者能坚持把这本书写完。

2023年10月

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