PostgreSQL作为全球领先的开源数据库系统之一,凭借其稳定性、丰富的功能和强大的扩展能力,广受开发者和企业的喜爱。2025年即将发布的Postgres 18版本,带来了多项令人振奋的创新,既包含性能机制的革新,也涵盖了安全性和开发体验的提升,势必再次推动数据库技术向前迈进。在这篇文章中,我们将深入探讨Postgres 18的主要亮点,帮助你全面了解它对数据库技术及应用的深远影响。 异步I/O的引入是Postgres 18升级中最受关注的功能之一。传统的同步I/O模型要求数据库在读取磁盘数据时,必须等待每一次I/O操作完成,导致在高并发或大规模数据读取场景下成为性能瓶颈。而Postgres 18引入的异步I/O机制允许数据库进程同时发起多个I/O请求,主动利用等待读取期间的闲置时间,提高整体系统吞吐量。
通过这种方式,实现了更优化的批量读取操作,特别是在顺序扫描和位图堆扫描等场景中表现突出。异步I/O不仅让数据库的响应速度更快,也为未来多线程支持和更大规模的性能提升奠定了坚实基础。值得注意的是,写入操作仍采用同步I/O以保障ACID事务的完整性与数据安全。 Postgres 18伴随异步I/O推出了全新的系统视图pg_aios,让数据库管理员可以实时监控异步I/O的运行状态,便于深入分析性能瓶颈并进行针对性优化。该功能在Linux内核5.1及以上版本上可以利用io_uring系统调用,实现更直接且高效的异步I/O操作,将调用直接放在后台进程,进一步缩短响应时间,增强系统稳定性和可靠性。 另一个值得关注的重磅更新是UUID标准的升级。
全球唯一标识符(UUID)广泛应用于分布式系统,提供去中心化、唯一性和安全性的主键生成方案。Postgres 18引入了UUID v7版本,与此前广泛使用的UUID v4相比,主要改进在于增加了时间戳成分使其具有更好的有序性。UUID v7前48位包含了以毫秒为单位的时间戳信息,后面保留随机部分,结合时间和随机性既保证全局唯一,又提升索引的局部性和查询效率。以前UUID的随机性质导致索引碎片化严重,影响性能,而UUID v7则通过时间排序降低了索引页的跳转频率。 这样的设计对高写入量、分布式数据库尤为重要,极大改善了大规模表中UUID主键的索引性能表现。借助Postgres 18中内置的uuidv7()函数,开发者可轻松在表结构定义时指定使用新版本UUID,让应用在享受灵活唯一标识功能的同时,获得更高效的存储和访问体验。
性能优化的脚步还延伸到了索引扫描技术。Postgres 18支持多列B树索引的跳过扫描(skip scan)功能,极大拓展了复合索引的适用范围。过去,拥有复合索引如(status, date)时,查询只能利用索引匹配前导列,而对后续列独立查询时则无法使用该索引。跳过扫描技术通过识别被跳过列的所有可能取值,动态将查询条件转换为多个复合条件组合,从而能够使用现有多列索引支持只针对后续列的查询。 例如针对销售记录中的日期字段进行查询,即使未指定状态字段,Postgres 18也能通过跳过扫描高效利用(status, date)复合索引,避免了全表扫描带来的性能损失。跳过扫描只适用于等于条件,并且被跳过列要求低基数,高效剪枝大量不符合条件的索引页面,提升查询速度。
该功能完全自动启用,无需用户干预,为数据分析和灵活查询提供有力支持。 虚拟生成列的加入是Postgres 18另一个引人注目的改进。在此前版本中,生成列必须将计算结果存储在磁盘中,插入或更新时需要计算并写入值,增加写入延迟和存储空间。Postgres 18引入虚拟生成列的概念,默认生成列即为虚拟列,生成结果不存储,只在查询时动态计算。 这一设计特别适合处理复杂的JSONB数据类型。例如用户配置表中可以定义以JSONB字段内容"username"作为虚拟生成列,简化了查询语句设计并提高了开发效率。
同时,虚拟生成列避免了冗余数据存储,节省磁盘空间。需要注意的是,虚拟生成列不可直接创建索引,若需索引支持需采用存储型生成列或基于表达式的索引。 在安全认证方面,Postgres 18迎来了长期呼声的OAuth 2.0支持。现代应用广泛采用OAuth 2.0协议进行身份认证和授权,尤其是企业级单点登录(SSO)和多因素认证(MFA)场景。Postgres 18允许将OAuth 2.0集成到pg_hba.conf的主机访问控制策略中,支持基于Bearer令牌的身份验证。 此举不仅提升数据库的安全体系,避免密码明文存储和验证的安全风险;同时通过外部认证服务如Okta、Keycloak实现更强大和灵活的身份管理。
对于企业级应用和云环境,OAuth 2.0的引入显著降低了身份管理复杂度,提升安全保障。 除了以上核心功能,Postgres 18还包含超过三千次代码提交,由超过两百名开发者贡献,涵盖查询规划器、优化器、存储管理、并发控制等多方面的细节改进和修复。这些隐藏在底层的提升为日常使用带来稳定性和性能的持续提升,即使不主动使用新特性也能感受到数据库响应速度和吞吐量的提升。 Postgres 18的发布无疑是开源数据库领域的重要里程碑,其创新的异步I/O机制促进了大数据环境下的高性能访问,UUID v7的引入优化了分布式主键设计,跳过扫描为复合索引的灵活使用带来革命,虚拟生成列增强了数据处理的便捷性,而OAuth 2.0支持则让安全认证更现代化。综合来看,这些改进不仅提升了Postgres的核心竞争力,也为用户提供了更加高效、安全和易用的数据库体验。 未来随着Postgres持续发展,我们可以期待更多跨越式的性能变革和功能扩展,为数据驱动的数字化转型提供坚实基础。
无论是企业级应用、云原生部署,还是数据分析和实时处理,Postgres 18都已准备好成为创新的助推器。关注并适时升级到Postgres 18,将助力你的系统迈向更高的稳定性与性能水平,抢占业务竞争的制高点。 。
