《Greenplum企业应用实战》一1.3　PostgreSQL与Greenplum的关系

本节书摘来自华章出版社《Greenplum企业应用实战》一书中的第1章，第1.3节，作者 何勇 陈晓峰，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看

1.3 PostgreSQL与Greenplum的关系 1.3.1 PostgreSQL

PostgreSQL是一种非常先进的对象–关系型数据库管理系统（ORDBMS），是目前功能最强大，特性最丰富和技术最先进的自由软件数据库系统之一，其某些特性甚至连商业数据库都不具备。这个起源于伯克利（BSD）的数据库研究计划目前已经衍生成一项国际开发项目，并且有非常广泛的用户。
PostgreSQL的特点可以说是数不胜数，称其为最先进的开源软件数据库当之无愧，支持绝大部分的主流数据库特性，主要体现在如下几方面。
（1）函数/存储过程
PostgreSQL对非常丰富的过程类语言提供支持，可以编写自定义函数/存储过程。
内置的plpgsql，一种类似Oracle的PLsql的语言。
支持的脚本语言有：PL/Lua、PL/LOLCODE、PL/Perl、PL/HP、PL/Python、PL/Ruby、PL/sh、PL/Tcl和PL/Scheme。
编译语言有C、C++和JAVA。
统计语言PL/R。
（2）索引
PostgreSQL支持用户定义的索引访问方法，并且内置了B-tree、哈希和GiST索引。PostgreSQL中的索引有下面几个特点。
可以从后向前扫描。
可以创建表达式索引。
部分索引。
（3）触发器
触发器是由SQL查询的动作触发的事件。比如，一个INSERT查询可能激活一个检查输入值是否有效的触发器。大多数触发器都只对INSERT或者UPDATE 查询有效。
PostgreSQL完全支持触发器，可以附着在表上，但是不能在视图上。不过视图可以有规则。多个触发器是按照字母顺序触发的。我们还可以用其他过程语言书写触发器函数，不仅仅PL/PgSQL。
（4）并发管理（MVCC）
PostgreSQL的并发管理使用的是一种叫做“MVCC”（多版本并发机制）的机制，这种机制实际上就是现在在众多所谓的编程语言中极其火爆的“Lock Free”，其本质是通过类似科幻世界的时空穿梭的原理，给予每个用户一个自己的“时空”，然后通过原子的“时空”控制来控制时间基线，并以此控制并发更改的可见区域，从而实现近乎无锁的并发，而同时还能在很大程度上保证数据库的ACID特性。
（5）规则（RULE）
规则允许我们对由一个查询生成的查询树进行改写。
（6）数据类型
PostgreSQL支持非常广泛的数据类型，包括：
任意精度的数值类型；
无限长度的文本类型；
几何原语；
IPv4和IPv6类型；
CIDR块和MAC地址；
数组。
用户还可以创建自己的类型，并且可以利用GiST框架把这些类型做成完全可索引的，比如来自PostGIS的地理信息系统（GIS）的数据类型。
（7）用户定义对象
因为PostgreSQL使用一种基于系统表的可扩展的结构设计，所以PostgreSQL内部的几乎所有对象都可以由用户定义，这些对象包括：
索引；
操作符（内部操作符可以被覆盖）；
聚集函数；
域；
类型转换；
编码转换。
（8）继承
PostgreSQL的表是可以相互继承的。一个表可以有父表，父表的结构变化会导致子表的结构变化，而对子表的插入和数据更新等也会反映到父表中。
（9）其他特性与扩展
PostgreSQL还支持大量其他的特性，比如：
二进制和文本大对象存储；
在线备份；
TOAST（The Oversized-Attribute Storage Technique）用于透明地在独立的地方保存大的数据库属性，当数据超过一定大小的时候，会自动进行压缩以节省空间；
正则表达式。
此外PostgreSQL还有大量的附加模块和扩展版本，比如，多种不同的主从/主主复制方案：
Slony-I；
pgcluster；
Mammoth replicator；
Bucardo。

1.3.2 Greenplum

简单地说，Greenplum就是一个与Oracle、DB2、PostgreSQL一样面向对象的关系型数据库。我们通过标准的SQL可以对Greenplum中的数据进行访问存取。
本质上讲，Greenplum是一个关系型数据库集群，它实际上是由数个独立的数据库服务组合成的逻辑数据库。与Oracle RAC的Shared-Everything架构不同，Greenplum采用Shared-Nothing架构，整个集群由很多个数据节点（Segment Host）和控制节点（Master Host）组成，其中每个数据节点上可以运行多个数据库。简单来说，Shared-Nothing是一个分布式的架构，每个节点相对独立。在典型的Shared-Nothing中，每一个节点上所有的资源（CPU，内存，磁盘）都是独立的，每个节点都只有全部数据的一部分，也只能使用本节点的资源。
基于对Shared-Nothing分布式架构模式的分析，Greenplum高效处理I/O数据吞吐和并发计算的过程就很好理解了。在Greenplum中，需要存储的数据在进入数据库时，将先进行数据分布的处理工作，将一个表中的数据平均分布到每个节点上，并为每个表指定一个分发列（distribute Column），之后便根据Hash来分布数据。基于Shared-Nothing的原则，Greenplum这样处理可以充分发挥每个节点处I/O的处理能力。在这一过程中，控制节点（Master Host）将不再承担计算任务，而只负责必要的逻辑控制和客户端交互。I/O瓶颈的解决为并行计算能力的提升创造了良好的环境，所有节点服务器组成一个强大的计算平台，实现快速的海量并行运算。Greenplum在数据仓库、商业智能的应用上，尤其是在海量数据的处理方面性能极其优异。
Greenplum是面向数据仓库应用的关系型数据库，它是基于目前流行的PosgreSQL开发的，跟PostgreSQL的兼容性非常好，大部分的PostgreSQL客户端工具及PostgreSQL应用都能运行在Greenplum平台上。

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Greenplum 6已合并到PostgreSQL 9.3版本 - 相比5性能提升：读8倍，更新、删除195倍 - 另有大量PG新特性，详见PostgreSQL release notes https://www.postgresql.org/docs/11/static/release.html 1、GIN、SPGIST 索引接口。