PostgreSQL 18 发布

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PostgreSQL 全球开发组宣布最新版本 PostgreSQL 18 正式发布。

PostgreSQL 18通过全新的I/O 子系统提升了各种规模工作负载的性能，在从存储读取数据时实现了高达3 倍的性能提升，并增加了可使用索引的查询数量。该版本降低了主版本升级的影响，加速了升级速度，并缩短了升级完成后达到预期性能所需的时间。开发者也能从 PostgreSQL 18的功能中获益，包括可在查询时动态计算值的虚拟生成列，以及提升数据库易用性并能为UUID提供更优索引和读取性能的 uuidv7() 函数。PostgreSQL 18 支持OAuth 2.0 身份验证，使其更易于与单点登录（SSO）系统集成。

PostgreSQL核心团队成员Jonathan Katz 表示，“全球开源社区的共同努力铸就了每一次PostgreSQL 版本的发布，并持续带来符合用户数据场景的功能。PostgreSQL 18 延续了该项目长久以来提供可靠、稳健数据管理体验的深厚传统，并进一步扩展了其可支持的工作负载范围。”

PostgreSQL是一个创新的数据管理系统，以其可靠性和健壮性著称，得益于全球开发者社区近30年的开源开发，已经成为各种规模组织的首选开源关系型数据库。

异步I/O 简介

PostgreSQL此前依赖操作系统的预读机制来加速数据检索。然而，操作系统无法感知数据库特有的访问模式，难以准确预测所需数据，导致在许多工作负载场景下性能欠佳。

PostgreSQL 18引入了新的异步I/O (AIO) 子系统来解决这一局限。AIO 允许PostgreSQL 并发地发出多个I/O 请求，而不是等待每个请求顺序完成，从而增强了现有的预读能力并提高整体吞吐量。PostgreSQL 18 支持的AIO 操作包括顺序扫描、位图堆扫描和清理（VACUUM）。基准测试显示，在某些场景下性能提升高达3 倍。

新的io_method参数允许用户在 worker 和 io_uring 等AIO 方法之间切换，也可以通过设置 sync 参数保持PostgreSQL 现有行为。AIO 带来了更丰富的调优维度，详细配置请参考官方文档。

升级提速且性能跃升

PostgreSQL的一项关键特性是生成并存储统计信息，有助于PostgreSQL 选择最优的查询计划。在PostgreSQL 18 之前，这些统计信息无法在主版本升级过程中保留，导致高负载系统在ANALYZE完成前查询性能骤降。PostgreSQL 18 引入了在主版本升级时保留规划器统计信息的能力，这有助于升级后的集群更快地达到预期性能。

此外，主版本升级工具pg_upgrade在PostgreSQL 18 中迎来多项增强，例如当数据库包含大量表和序列等对象时，升级速度显著提升。此版本还支持通过 --jobs 参数配置并行检查，并新增了 --swap 参数，通过直接交换升级目录的方式替代原有的复制、克隆或链接文件操作。

查询与整体性能提升

PostgreSQL 18通过一系列能自动提升工作负载速度的功能，进一步提升了查询性能。此版本引入了对多列 B-tree 索引上的“跳跃扫描”查找，可缩短在查询中省略一个或多个前缀索引列等值（=）条件时的执行时间。它还可以优化 WHERE 子句中使用 OR 条件的查询，使其有效利用索引，大幅提升执行速度。此外，PostgreSQL 对表连接的执行计划和处理进行了多项改进，包括提升哈希连接性能、允许合并连接使用增量排序等。PostgreSQL 18 还支持GIN 索引的并行构建，与B-tree 和BRIN 索引索引一样具备该能力。

该版本还进一步增强了PostgreSQL 对硬件加速的支持，包括为 popcount 函数添加对ARM NEON 和SVE CPU 内置指令集的支持，该函数被bit_count和其他内部功能使用。

提升开发者体验

PostgreSQL 18引入了虚拟生成列，其数值在查询时实时计算而非直接存储，现已成为生成列的默认选项。此外，存储型生成列现已支持逻辑复制。

该版本新增了在RETURNING 子句中同时访问修改前（OLD）与当前（NEW）数值的能力，适用于 INSERT、UPDATE、DELETE 和 MERGE 命令。PostgreSQL 18 还通过uuidv7()函数新增了UUIDv7 生成功能，可生成按时间戳排序的随机UUID，有助于优化缓存策略。uuidv4()也作为 gen_random_uuid() 的别名被引入到PostgreSQL 18 。

PostgreSQL 18新增了对时间范围约束的支持：通过 WITHOUT OVERLAPS 子句，可在主键（PRIMARY KEY）和唯一（UNIQUE）约束中定义不重叠的范围；通过PERIOD 子句，可为外键（FOREIGN KEY）约束定义时间区间关系。

最后，PostgreSQL 18引入了CREATE FOREIGN TABLE ... LIKE命令，可依据本地表的定义更便捷地创建外部表的模式结构。

文本处理增强

PostgreSQL 18通过多项新特性使文本处理更简单、更快速。此版本新增了PG_UNICODE_FAST排序规则，该规则在提供完整的Unicode大小写转换语义的同时，显著提升了多种比较操作的性能，涵盖 upper 和 lower 字符串比较函数，以及用于大小写不敏感比较的新casefold函数。此外，PostgreSQL 18 现在支持对使用非确定性排序规则的文本进行 LIKE 比较，简化了复杂模式匹配的实现。本版本还调整了全文检索的实现机制，使其采用数据库集群的默认排序提供程序，而非始终依赖libc，这一变化可能导致在运行pg_upgrade后，需要为所有全文检索及pg_trgm索引执行重建操作。

复制

PostgreSQL 18支持在日志和pg_stat_subscription_stats视图中报告逻辑复制写入冲突。此外，CREATE SUBSCRIPTION现默认使用并行流式方式来应用事务，有助于提升复制性能。pg_createsubscriber工具新增了 --all 参数，可以通过一条命令为实例中的所有数据库创建逻辑副本。PostgreSQL 18 持自动删除空闲复制槽，避免在发布服务器上积压过多WAL日志。

维护与可观测性

PostgreSQL 18改进了vacuum策略，通过在常规vacuum 期间主动冻结更多页面来减少开销，并在需要激进清理的情况下提供了帮助。

PostgreSQL 18为EXPLAIN命令提供了更详细的执行信息，自此版本起，在执行 EXPLAIN ANALYZE 时会自动显示访问的缓冲区数量（数据存储的基本单位）。此外，EXPLAIN ANALYZE 现在会显示索引扫描期间发生的索引查找次数，而 EXPLAIN ANALYZE VERBOSE 则会包含CPU、WAL 和平均读取统计信息。PostgreSQL 18 还在pg_stat_all_tables视图增加了有关VACUUM 及相关操作耗时统计，以及按连接统计的I/O 和WAL 使用情况数据。