OrioleDB: 新一代PostgreSQL存储引擎

PostgreSQL 12 引入了可插拔式的表存储方法接口，允许为不同的表选择不同的存储机制，例如用于 OLTP 操作的堆表（HEAP、默认）、用于 OLAP 操作的列式表（Citus），以及用于超快速搜索处理的内存表。

PostgreSQL 这一特性类似于 MySQL 的插件式存储引擎，例如 InnoDB、MyISAM。

今天给大家介绍一个云原生的 PostgreSQL 存储引擎：OrioleDB。

功能特性

OrioleDB 旨在解决 PostgreSQL 默认 HEAP 表在 OLTP（在线事务处理）场景中的一些性能瓶颈，并引入现代数据库存储技术的设计理念，提供更高的并发性能、更低的延迟，并减少存储开销。

OrioleDB 以扩展插件形式提供，基于 PostgreSQL 协议发布，提供的核心特性包括：

基于现代存储技术（SSD、NVRAM）设计，优化多核 CPU 和 NUMA 架构下的资源分配，提升吞吐量。
基于 Undo Log 的 MVCC，将旧版本数据存储在独立的 Undo Log 而不是主表中。事务回滚或旧版本清理时直接操作 Undo Log，避免主表数据膨胀。同时还支持 64 位事务 ID，避免了回卷问题。
聚簇索引，默认使用聚簇索引（类似 MySQL/InnoDB），数据按主键顺序存储，减少随机 I/O，提升范围查询性能。
压缩存储，支持页级数据压缩，降低存储成本。
分布式支持，Copy-on-Write 检查点提供结构一致的数据快照，兼容 SSD 特性，并支持紧凑的行级 WAL 记录。基于行级 WAL 日志和 Raft 共识算法，支持并行回放和 Active-Active 多主架构，适合分布式部署。

使用示例

目前，OrioleDB 还处于 Beta 阶段，最简单的使用方法就是利用 Docker：

bash 复制代码

docker run -d --name orioledb -p 5432:5432 orioledb/orioledb

然后安装扩展插件并创建数据表：

sql 复制代码

-- 创建扩展插件
CREATE EXTENSION orioledb;

-- 创建表
CREATE TABLE blog_post
(
    id int8 NOT NULL,
    title text NOT NULL,
    body text NOT NULL,
    author text NOT NULL,
    published_at timestamptz  NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    views bigint NOT NULL,
    PRIMARY KEY(id)
) USING orioledb; -- 使用OrioleDB存储引擎

-- 创建索引
CREATE INDEX blog_post_published_at ON blog_post(published_at);

OrioleDB 使用聚簇索引，因此主键的选择对于性能至关重要；如果没有指定主键字段，数据库会基于 ctid 字段创建一个隐藏的替代主键。

接下来就可以执行一些 DML 操作：

sql 复制代码

INSERT INTO blog_post (id, title, body, author, views)
VALUES (1, 'Hello, World!', 'This is my first blog post.', 'John Doe', 1000);

SELECT * FROM blog_post ORDER BY published_at DESC LIMIT 10;

更详细的使用介绍和注意事项可以参考以下官方文档：

https://www.orioledb.com/docs

性能比较

以下是一些 OrioleDB 和默认 HEAP 存储引擎的性能比较：

测试一：只读测试显示 OrioleDB 存储引擎的性能是 PostgreSQL 默认引擎的 4 倍。

测试二：读写测试显示 OrioleDB 存储引擎的性能是 PostgreSQL 默认引擎的 4.5 倍。

测试三：OrioleDB 存储引擎的磁盘读取（IOPS）是 PostgreSQL 默认引擎的 1/6。

测试四：OrioleDB 存储引擎的磁盘写入比 PostgreSQL 默认引擎大幅减少。