امروزه، تقریباً هر نرم‌افزار یا وب‌اپلیکیشنی به پایگاه داده در Backend نیاز دارد. افزایش کوئری‌های انجام‌شده در هر ثانیه و ترابایت‌ها داده ذخیره‌شده در پایگاه داده به چهارچوب خاص و انعطاف‌پذیری برای پردازش و مدیریت داده‌ها نیاز دارد. همچنین، برای استارت‌آپ‌ها بحث هزینه و نیروی کار متخصص مطرح است؛ اما اگر بدانید بدون دانش خاصی می‌توانید از پایگاه داده PostgreSQL استفاده کنید و پایگاه داده بسازید یا داده‌ها را ویرایش کنید، قطعاً نگرشتان تغییر خواهد کرد. PostgreSQL هر‌آنچه از پایگاه داده نیاز دارید، درکنار بسیاری از امکانات دیگر فراهم می‌کند تا به‌آسانی بتوانید داده‌هایتان را ذخیره و مدیریت کنید.
PostgreSQL دارای ویژگی های بسیاری است که به توسعه دهندگان کمک می کند تا برنامه ها را بسازند، مدیران را برای محافظت از یکپارچگی داده ها و ایجاد محیط های مقاوم در برابر خطا، و به شما کمک می کند تا داده های خود را بدون توجه به بزرگ یا کوچک بودن مجموعه داده مدیریت کنید. PostgreSQL علاوه بر رایگان و متن باز بودن، بسیار توسعه پذیر است. به عنوان مثال، می‌توانید انواع داده‌های خود را تعریف کنید، توابع سفارشی بسازید، حتی کدهایی را از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف بدون کامپایل مجدد پایگاه داده خود بنویسید!
PostgreSQL سعی می کند با استاندارد SQL مطابقت داشته باشد، جایی که چنین انطباق با ویژگی های سنتی در تضاد نیست یا می تواند منجر به تصمیمات معماری ضعیف شود. بسیاری از ویژگی های مورد نیاز استاندارد SQL پشتیبانی می شوند، اگرچه گاهی اوقات با نحو یا عملکرد کمی متفاوت هستند. حرکت های بیشتر به سمت انطباق را می توان در طول زمان انتظار داشت. از زمان انتشار نسخه 15 در اکتبر 2022، PostgreSQL حداقل با 170 ویژگی از 179 ویژگی اجباری برای انطباق هسته SQL:2016 مطابقت دارد. از زمان نگارش این مقاله، هیچ پایگاه داده رابطه‌ای مطابقت کامل با این استاندارد را ندارد.
مزایای PostgreSQL
PostgreSQL مزایای بسیاری دارد که آن را از سایر پایگاه‌های داده متمایز می‌کند. این پایگاه داده محبوب پس از پایگاه داده MySLQ، دومین پایگاه داده پرکاربرد شناخته می‌شود و طرفداران زیادی دارد. ویژگی‌های اصلی پایگاه داده مذکور عبارت‌اند از:
۱. امکانات فراوان مطابق با استانداردها
با PostgreSQL می‌توانید به‌معنای واقعی ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) را برای تراکنش‌ها در‌اختیار داشته باشید. این پایگاه داده از کلیدهای خارجی، Join جداول، Viewها، تریگرها، عملیات‌های ذخیره‌شده در بسیاری از زبان‌ها و ذخیره داده‌های بزرگ باینری مانند تصویرها و فیلم‌ها و صداها پشتیبانی می‌کند. دیتابیس PostgreSQL پایگاه داده بسیار مقاومی است که خطاهای کمی در موقعیت‌های مختلف نشان می‌دهد.
۲. انواع داده‌های پشتیبانی‌شده در PostgreSQL
سیستم پایگاه داده PostgreSQL مانند همه سیستم‌های مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای (Relational Database Management Systems به‌اختصار RDBMS) انواع داده‌های تعریف‌شده ازطریق استاندارد SQL3 و… را پشتیبانی می‌کند. برخی از داده‌های متداول به‌کاررفته در این پایگاه داده عبارت‌اند از:
- Numeric: Smallint, integer, decimal, seriales
- Characters: Varchar, text
- Binaries: bytea
- Time: Timestamp, date, time
- Booleans: boolean
۳. افزونه‌ها
این پایگاه داده از افزونه‌های زیادی مانند کنترل همزمان چند نسخه (Multi-Version Concurrency Control به‌اختصار MVCC)، بازیابی Point-in-Time ،Tablespaces، سطوح دسترسی، انواع تکرار Asynchronous و سیستم بهینه‌ساز و تنظیم‌کننده کوئری‌ها پشتیبانی می‌کند. سیستم کنترل همزمان چند نسخه امکان خواندن و نوشتن همزمان جداول را فراهم می‌کند و فقط به‌روزرسانی‌های همزمان همان ردیف را مسدود و بدین‌ترتیب، از تداخل جلوگیری می‌کند.
۴. مقیاس‌پذیری
PostgreSQL از Unicode، مجموعه کاراکترهای بین‌المللی، رمزگذاری کاراکترهای چندبایتی و… پشتیبانی می‌کند و برای مرتب‌سازی و Formatting به حروف کوچک‌و‌بزرگ حساس است. PostgreSQL از‌لحاظ تعداد کاربران همزمان و مقدار داده‌هایی که می‌تواند در خود ذخیره و مدیریت کند، بسیار مقیاس‌پذیر است. علاوه‌بر‌این، PostgreSQL چندپلتفرمه است و می‌تواند روی بسیاری از سیستم‌عامل‌ها ازجمله لینوکس، ویندوز، OS X ،FreeBSD و Solaris اجرا شود.
۵. امنیت PostgresQL
PostgreSQL از روش‌های زیادی برای تأمین امنیت استفاده می‌کند. برای مثال، اتصالات کلاینت فقط ازطریق سوکت یونیکس محلی به‌طورپیش‌فرض مجاز است (نه ازطریق سوکت‌های TCP/IP)؛ مگر‌اینکه از -i سوئیچ برای راه‌اندازی در سرور استفاده کنید. همچنین، می‌توانید اتصالات سرویس گیرنده را در فهرست سیاه قرار دهید.
امتیازهای کاربران یکی دیگر از سیستم‌های امنیتی است که به‌واسطه PostgresQL پیاده شده است. با این سیستم می‌توانید به کاربرانتان اجازه دهید به بخش‌های مشخص‌شده از دیتابیس دسترسی داشته باشند. در‌واقع، هر کاربر PostgreSQL یک نام کاربری و رمزعبور دارد. کاربران را به گروه‌ها می‌توانید اختصاص دهید و سپس براساس این امتیازهای گروه، دسترسی به جدول‌ها یا حتی ردیف‌ها را اختصاص دهید یا محدود کنید.
همچنین، PostgreSQL طیف وسیعی از قابلیت‌های رمزگذاری مانند رمزگذاری برای ستون‌های خاص و پارتیشن‌های داده را در سراسر شبکه ارائه می‌دهد. سیستم جلوگیری از جعل سرور (Server Spoofing Prevention) نیز با ایجاد پیوند نمادین با فایل سوکت آسیب‌پذیرِ جا‌به‌جا‌شده کار می‌کند.
۶. پشتیبانی از زبان‌های متفاوت
PL/PGSQL زبانی است که PostgreSQL ارائه داده و ویژگی‌های پیشرفته و متفاوتی دارد. این زبان از نوع داده JSON پشتیبانی می‌کند که بسیار سبک و انعطاف‌پذیر است. PostgreSQL از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی نیز پشتیبانی می‌کند.
. داده‌های جغرافیایی (Geospatial Data)
افزونه PostGIS Geospatial Database برای PostgreSQL بی‌شک یکی از برترین افزونه‌ها به‌منظور مدیریت و ذخیره داده‌های مکانی و جغرافیایی (GIS) و سرویس‌های مبتنی‌بر مکان است. این افزونه از اشیای جغرافیایی پشتیبانی می‌کند و کاملاً با هر سیستمی سازگار است.
۲. صنعت مالی
PostgreSQL سیستم DBMS ایدئالی برای صنعت‌های مالی است. ازآن‌جاکه این پایگاه داده کاملاً با ACID سازگار است، انتخابی عالی برای سیستم‌های پردازش تراکنش آنلاین (Online Transaction Processing به‌اختصار OLTP) محسوب می‌شود؛ زیرا این سیستم‌ها باید به‌طورمکرر اطلاعات را بخوانند و به‌روز و ایجاد کنند. همچنین برای تحلیل و گزارش‌گیری‌ها، این دیتابیس عملکرد راضی‌کننده‌ای دارد و می‌توان آن را با هر نرم‌افزاری که عملیات ریاضی را انجام می‌دهد (مانند Matlab و R)، ادغام کرد.
۳. داده‌های علمی
داده‌های علمی داده‌های حجیمی هستند که در حجم ترابایت نگه‌داری و مدیریت می‌شوند؛ ازاین‌رو، مدیریت داده‌ها به کارآمدترین روش ممکن برای این سیستم‌ها ضروری است. PostgreSQL تجزیه‌و‌تحلیل کم‌نظیر و موتور قدرتمند SQL را ارائه می‌دهد که کمک می‌کند حجم زیادی از داده‌ها را به‌راحتی مدیریت کنید.
۴. فناوری وب
وب‌سایت‌ها اغلب با صدها یا هزاران درخواست در ثانیه سروکار دارند. اگر توسعه‌دهنده‌ای به‌دنبال راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر باشد، PostgreSQL بهترین گزینه برای وی خواهد بود؛ چراکه این پایگاه داده می‌تواند داده‌های وب‌سایت‌ها را به‌راحتی مدیریت کند.
۵. ذخیره داده‌ها
بسیاری از استارت‌آپ‌ها و شرکت‌های بزرگ از PostgreSQL به‌عنوان روش اصلی ذخیره‌سازی داده محصولات و برنامه‌های کاربردی در اینترنت استفاده می‌کنند. عملکرد سیستم را می‌توان با استفاده از این DBMS منبع‌باز به‌عنوان سیستم پشتیبان ذخیره‌سازی داده‌ها بهینه کرد؛ در‌نتیجه، این امکان را برای شرکت‌ها فراهم می‌کند تا هزینه عملیات‌های کسب‌و‌کارشان را کاهش دهند.
۶. مقایسه با رقبا
سیستم‌های پایگاه داده رابطه‌ای و غیررابطه‌ای زیادی وجود دارند که در‌حال‌حاضر استفاده می‌شوند. برخی از این سیستم‌های محبوب عبارت‌اند از: MySQL ،MongoDB ،SQLite و Redis. هرکدام از این پایگاه‌های داده مزایا و معایب خاص خود را دارند که بسته به نیاز و سیستمتان، می‌توانید بهترین دیتابیس سازگار را برگزینید و بهترین بازدهی را تجربه کنید.
این نمودار موارد استفاده زیادی را توسط PostgreSQL نشان می دهد – پایگاه داده ای که تقریباً تمام موارد استفاده مورد نیاز توسعه دهندگان را شامل می شود.
بسیاری از ویژگی های دیگر وجود دارد که می توانید در اسناد PostgreSQL کشف کنید. علاوه بر این، PostgreSQL بسیار توسعه پذیر است: بسیاری از ویژگی ها، مانند شاخص ها، API های تعریف شده ای دارند تا بتوانید با PostgreSQL برای حل چالش های خود بسازید.
ثابت شده است که PostgreSQL هم از نظر مقدار بسیار زیاد داده ای که می تواند مدیریت کند و هم از نظر تعداد کاربران همزمان که می تواند در خود جای دهد بسیار مقیاس پذیر است. خوشه‌های PostgreSQL فعال در محیط‌های تولیدی وجود دارند که تعداد زیادی ترابایت داده را مدیریت می‌کنند و سیستم‌های تخصصی که پتابایت‌ها را مدیریت می‌کنند.
نتیجه گیری
PostgreSQL طی چند دهه است که با آپدیت ها و توسعه های متنوع به یک سیستم پایگاه داده object-relational تبدیل شده است و به خاطر بهره مندی از ویژگی ها و قابلیت های قدرتمند به سازگاری و پایداری قابل توجهی رسیده است. در کل، قدرتی که این سیستم در مدیریت کوئری های پیچیده و داده های حجیم دارد باعث شده است که برای پردازش تراکنش های مالی، تحلیل داده های علمی و همچنین وبسایت های کسب و کار های بزرگ و پرترافیک گزینه بسیار خوبی باشد.
OLTP (پردازش معاملات آنلاین)
ما می توانیم از PostgreSQL برای عملیات CRUD (ایجاد، خواندن، به روز رسانی، حذف) استفاده کنیم.
OLAP (پردازش تحلیلی آنلاین)
ما می توانیم از PostgreSQL برای پردازش تحلیلی استفاده کنیم. PostgreSQL بر اساس معماری HTAP (پردازش تراکنش/تحلیلی ترکیبی) است، بنابراین می تواند به خوبی از OLTP و OLAP استفاده کند.
FDW (Foreign Data Wrapper)
یک FDW یک افزونه موجود در PostgreSQL است که به ما امکان می‌دهد به جدول یا طرحواره در یک پایگاه داده از پایگاه داده دیگر دسترسی داشته باشیم.
جریان
PipelineDB یک برنامه افزودنی PostgreSQL برای تجمیع سری های زمانی با کارایی بالا است که برای تقویت برنامه های کاربردی گزارش و تجزیه و تحلیل بلادرنگ طراحی شده است.
جغرافیایی
PostGIS یک توسعه دهنده پایگاه داده فضایی برای پایگاه داده شی رابطه ای PostgreSQL است. پشتیبانی از اشیاء جغرافیایی را اضافه می کند و امکان اجرای پرس و جوهای مکان را در SQL فراهم می کند.
سری زمانی
Timescale PostgreSQL را برای سری های زمانی و تجزیه و تحلیل گسترش می دهد. برای مثال، توسعه‌دهندگان می‌توانند جریان‌های بی‌وقفه داده‌های مالی و تیک را با سایر داده‌های تجاری ترکیب کنند تا برنامه‌های جدیدی بسازند و بینش‌های منحصربه‌فردی را کشف کنند.
جداول توزیع شده
CitusData Postgres را با توزیع داده ها و پرس و جوها مقیاس می کند.
