PostgreSQL
PostgreSQL (произносится «Пост-Грес-Кью-Эл») — свободная объектно-реляционная система управления базами данных (СУБД).

Существует в реализациях для множества UNIX-подобных платформ, включая AIX, различные BSD-системы, HP-UX, IRIX, Linux, macOS, Solaris/OpenSolaris, Tru64, QNX, а также для Microsoft Windows.

Поддержка стандартов, возможности, особенности 
PostgreSQL базируется на языке SQL и поддерживает многие из возможностей стандарта SQL:2011 и ряд возможностей SQL:2016 в части работы с данными в формате JSON.

В PostgreSQL версии 12 есть следующие ограничения:

Сильными сторонами PostgreSQL считаются:
 высокопроизводительные и надёжные механизмы транзакций и репликации;
 расширяемая система встроенных языков программирования: в стандартной поставке поддерживаются , PL/Perl, PL/Python и ; дополнительно можно использовать PL/Java, PL/PHP, PL/Py, PL/R, PL/Ruby, PL/Scheme, PL/sh и PL/V8, а также имеется поддержка загрузки модулей расширения на языке C;

 наследование;
 возможность индексирования геометрических (в частности, географических) объектов и наличие базирующегося на ней расширения PostGIS;
 встроенная поддержка слабоструктурированных данных в формате JSON с возможностью их индексации;
 расширяемость (возможность создавать новые типы данных, типы индексов, языки программирования, модули расширения, подключать любые внешние источники данных).

История 

PostgreSQL создана на основе некоммерческой СУБД Postgres, разработанной как open-source проект в Калифорнийском университете в Беркли. К разработке Postgres, начавшейся в 1986 году, имел непосредственное отношение Майкл Стоунбрейкер, руководитель более раннего проекта Ingres, на тот момент уже приобретённого компанией Computer Associates. Название расшифровывалось как «Post Ingres», и при создании Postgres были применены многие ранние наработки.

Стоунбрейкер и его студенты разрабатывали новую СУБД в течение восьми лет с 1986 по 1994 годы. За этот период в синтаксис были введены процедуры, правила, пользовательские типы и другие компоненты. В 1995 году разработка снова разделилась: Стоунбрейкер использовал полученный опыт в создании коммерческой СУБД Illustra, продвигаемой его собственной одноимённой компанией (приобретённой впоследствии компанией Informix), а его студенты разработали новую версию Postgres — Postgres95, в которой язык запросов POSTQUEL — наследие Ingres — был заменен на SQL.

Разработка Postgres95 была выведена за пределы университета и передана команде энтузиастов. Новая СУБД получила имя, под которым она известна и развивается в текущий момент — PostgreSQL.

Основные возможности

Функции 
Функции являются блоками кода, исполняемыми на сервере, а не на клиенте БД. Хотя они могут писаться на чистом SQL, реализация дополнительной логики, например, условных переходов и циклов, выходит за рамки SQL и требует использования некоторых языковых расширений. Функции могут писаться с использованием одного из следующих языков:
 Встроенный процедурный язык PL/pgSQL, во многом аналогичный языку PL/SQL, используемому в СУБД Oracle;
 Скриптовые языки — PL/Lua, PL/LOLCODE, PL/Perl, PL/PHP, PL/Python, PL/Ruby, PL/sh, PL/Tcl, PL/Scheme, PL/v8 (Javascript);
 Классические языки — C, C++, Java (через модуль PL/Java);
 Статистический язык R (через модуль PL/R).
PostgreSQL допускает использование функций, возвращающих набор записей, который далее можно использовать так же, как и результат выполнения обычного запроса.

Функции могут выполняться как с правами их создателя, так и с правами текущего пользователя.

Иногда функции отождествляются с хранимыми процедурами, однако между этими понятиями есть различие.
С девятой версии возможно написание автономных блоков, которые позволяют выполнять код на процедурных языках без написания функций, непосредственно в клиенте.

Триггеры 
Триггеры определяются как функции, инициируемые DML-операциями. Например, операция INSERT может запускать триггер, проверяющий добавленную запись на соответствия определённым условиям. При написании функций для триггеров могут использоваться различные языки программирования (см. выше).

Триггеры ассоциируются с таблицами. Множественные триггеры выполняются в алфавитном порядке.

Правила и представления 
Механизм правил () представляет собой механизм создания пользовательских обработчиков не только DML-операций, но и операции выборки. Основное отличие от механизма триггеров заключается в том, что правила срабатывают на этапе разбора запроса, до выбора оптимального плана выполнения и самого процесса выполнения. Правила позволяют переопределять поведение системы при выполнении SQL-операции к таблице. Хорошим примером является реализация механизма представлений (): при создании представления создается правило, которое определяет, что вместо выполнения операции выборки к представлению система должна выполнять операцию выборки к базовой таблице/таблицам с учётом условий выборки, лежащих в основе определения представления. Для создания представлений, поддерживающих операции обновления, правила для операций вставки, изменения и удаления строк должны быть определены пользователем.

Индексы 
В PostgreSQL имеется поддержка индексов следующих типов: B-дерево, хеш, GiST, GIN, BRIN, Bloom. При необходимости можно создавать новые типы индексов. Индексы в PostgreSQL обладают следующими свойствами:
 возможен просмотр индекса не только в прямом, но и в обратном порядке — создание отдельного индекса для работы конструкции ORDER BY ... DESC не нужно;
 возможно создание индекса над несколькими столбцами таблицы, в том числе над столбцами различных типов данных;
 индексы могут быть функциональными, то есть строиться не на базе набора значений некоего столбца/столбцов, а на базе набора значений функции от набора значений;
 индексы могут быть частичными, то есть строиться только по части таблицы (по некоторой её проекции); в некоторых случаях это помогает создавать намного более компактные индексы или достигать улучшения производительности за счёт использования разных типов индексов для разных (например, с точки зрения частоты обновления) частей таблицы;
 планировщик запросов может использовать несколько индексов одновременно для выполнения сложных запросов.

Многоверсионность (MVCC) 
PostgreSQL поддерживает одновременную модификацию БД несколькими пользователями с помощью механизма Multiversion Concurrency Control (MVCC). Благодаря этому соблюдаются требования ACID и практически отпадает нужда в блокировках чтения.

Типы данных 
PostgreSQL поддерживает большой набор встроенных типов данных:
 Численные типы
 Целые
 С фиксированной точкой
 С плавающей точкой
 Денежный тип (отличается специальным форматом вывода, а в остальном аналогичен числам с фиксированной точкой с двумя знаками после запятой)
 Символьные типы произвольной длины
 Двоичные типы (включая BLOB)
 Типы «дата/время» (полностью поддерживающие различные форматы, точность, форматы вывода, включая последние изменения в часовых поясах)
 Булев тип
 Перечисление
 Геометрические примитивы
Интервалы (RANGE)
 Сетевые типы
 IP и IPv6-адреса
 CIDR-формат
 MAC-адрес
 UUID-идентификатор
 XML-данные
 Массивы
 JSON
 Идентификаторы объектов БД
 Псевдотипы
Более того, пользователь может самостоятельно создавать новые требуемые ему типы и программировать для них механизмы индексирования с помощью GiST.

Пользовательские объекты 
PostgreSQL может быть расширен пользователем для собственных нужд практически в любом аспекте. Есть возможность добавлять собственные:
 Преобразования типов
 Типы данных
 Домены (пользовательские типы с изначально наложенными ограничениями)
 Функции (включая агрегатные)
 Индексы
 Операторы (включая переопределение уже существующих)
 Процедурные языки

Наследование и секционирование 
Таблицы могут наследовать характеристики и наборы полей от других таблиц (родительских). При этом данные, добавленные в порождённую таблицу, автоматически будут участвовать (если это не указано отдельно) в запросах к родительской таблице.

В PostgreSQL 10 был добавлен механизм секционирования таблиц. Секционирование предназначено для разделения одной таблицы на несколько, так называемые секции (partitions). Секционирование схоже с наследованием, но имеет более дружелюбный к пользователю синтаксис и более строгие ограничения, что позволяет выполнять дополнительные оптимизации при планировании запросов.

Прочие возможности 
 Соблюдение принципов ACID
 Соответствие стандартам ANSI, SQL-92, SQL-99, SQL:2003, SQL:2011

 Поддержка запросов с OUTER JOIN, UNION, UNION ALL, EXCEPT, INTERSECT и подзапросов
 Последовательности
 Контроль целостности
 Репликация
 Общие табличные выражения и рекурсивные запросы
 Аналитические функции
 Поддержка Юникода (UTF-8)
 Поддержка регулярных выражений в стиле Perl
 Встроенная поддержка SSL, SELinux и Kerberos
 Протокол разделяемых блокировок

 Подгружаемые расширения, поддерживающие SHA1, MD5, XML
 Расширения для написания сложных выборок, отчётов и т. д. (API открыт)
 Средства для генерации совместимого с другими системами SQL-кода и импорта из других систем
 Автономные блоки на доступных языках, а не только SQL

Качество исходного кода 
Согласно результатам автоматизированного исследования различного ПО на предмет ошибок, проведённом в 2005 году, в исходном коде PostgreSQL было найдено  мест на  (в среднем, одна ошибка на  кода). Для сравнения: MySQL —  одна ошибка на  кода; FreeBSD (целиком) —  одна ошибка на  кода; Linux (только ядро) —  одна ошибка на  кода.

Производные продукты 
Лицензия PostgreSQL позволяет на его основе создавать различные, в том числе коммерческие, форки. Их известно несколько десятков.

На базе PostgreSQL компанией EnterpriseDB были разработаны другие варианты этой СУБД, являющиеся платными для коммерческого использования — Postgres Plus (состоит целиком только из продуктов с открытыми исходными кодами; плата требуется только при необходимости приобретения коммерческой поддержки продукта) и Postgres Plus Advanced Server (расширение PostgreSQL специальными возможностями для обеспечения совместимости с Oracle Database). В комплекте поставки данных продуктов содержится набор ПО для разработчиков и администраторов баз данных:
 Postgres Studio — аналог phpPgAdmin;
 Postgres Plus Debugger — отладчик для кода на PL/pgSQL, интегрированный с предыдущим пакетом;
 Migration Studio — инструмент для автоматического преобразования баз данных из MySQL/Oracle в PostgreSQL.

Существуют и другие коммерческие продукты, созданные на базе PostgreSQL и дополняющие её различными функциями:
 2ndQPostgres — продукт компании 2nd Quadrant;
 Fujitsu Enterprise Postgres — продукт компании Fujitsu.

Postgres Pro 
Postgres Pro компании Postgres Professional — разрабатываемый в России дистрибутив, содержащий усовершенствования, впоследствии, как правило, поступающие в апстрим основного проекта. Данная версия PostgreSQL сертифицирована ФСТЭК и рядом крупных российских организаций. В рамках российского импортозамещения рассматривается как замена Oracle.

Примечания

Ссылки 
 Балдин Евгений. PostgreSQL — серия из шести статей, опубликованных в журнале Linux Format (2006—2007).
 
 Алексеев Александр. Серия статей о PostgreSQL — примеры использования физической и логической репликации, полнотекстового и пространственного поиска, автоматического восстановления после сбоев, написания расширений.

Реляционные СУБД
Свободные СУБД
Кроссплатформенное программное обеспечение
PostgreSQL