PolarDB PostgreSQL 快速入门

什么是PolarDB PostgreSQL

PolarDB PostgreSQL（下文简称为PolarDB)是一款阿里云自主研发的云原生数据库产品，100%兼容PostgreSQL，采用基于Shared-Storage的存储计算分离架构，具有极致弹性、毫秒级延迟、HTAP的能力。

极致弹性：存储与计算能力均可独立地横向扩展。

当计算能力不够时，可以单独扩展计算集群，数据无需复制。
当存储容量/IO不够时，可以单独扩展存储集群，而不中断业务。

毫秒级延迟：

WAL日志存储在共享存储上，RW到所有RO之间仅复制WAL的元数据。
独创的LogIndex技术，实现了Lazy回放和Parallel回放，理论上最大程度地缩小了RW和RO节点间的延迟。

HTAP能力：基于Shared-Storage的分布式并行执行框架，加速在OLTP场景下的OLAP查询。一套OLTP型的数据，可支持2套计算引擎：

单机执行引擎：处理高并发的TP型负载。
分布式执行引擎：处理大查询的AP型负载。

PolarDB还支持时空、GIS、图像、向量、搜索、图谱等多模创新特性，应对企业对数据处理日新月异的需求。
另外，除了上述Shared-Storage云原生的模式，PolarDB还支持以Shared-Nothing模式部署，详见distribute分支的Readme。

分支说明

PolarDB后续默认分支为main分支，支持存储计算分离的形态。distribute分支是分布式形态（对应之前的master分支）。

产品架构和版本规划

PolarDB采用了基于Shared-Storage的存储计算分离架构。数据库由传统的Share-Nothing，转变成了Shared-Storage架构。由原来的N份计算+N份存储，转变成了N份计算+1份存储。虽然共享存储上数据是一份，但是数据在内存中的状态是不同的，需要通过内存状态的同步来维护数据的一致性；同时主节点在刷脏时也需要做协调，避免只读节点读取到超前的“未来页面”，也要避免只读节点读取到过时的没有在内存中被正确回放的“过去页面”。为了解决该问题，PolarDB创造性地设计了LogIndex数据结构来维护页面的回放历史，该结构能够在主节点到只读节点进行同步。
在存储计算分离后，IO单路延迟变大的同时，IO的吞吐也变大了。在处理分析型查询时，仅使用单个只读节点无法发挥出存储侧的大IO带宽优势，也无法发挥其他只读节点的CPU/Mem/IO。为了解决该问题，PolarDB研发了基于Shared-Storage的并行执行引擎，能够在SQL级别上弹性利用任意数目的CPU来加速分析查询，支持HTAP的混合负载场景。
详情请查阅产品架构和版本规划。

文档

产品架构
版本规划
PolarDB PostgreSQL 1.0版本功能特性

PolarVFS（即将上线）
Buffer管理
DDL同步
LogIndex
数据库监控（即将上线）
PolarStack（即将上线）

快速入门

我们提供了三种途径来使用PolarDB数据库：阿里巴巴云服务、搭建本地存储的实例、搭建基于PFS共享存储的实例（即将上线）。

阿里巴巴云服务

阿里云云原生关系型数据库PolarDB PostgreSQL引擎：官网地址。

搭建本地存储的实例

我们提供了一键部署脚本，助您快速编译PolarDB内核并搭建本地实例。本节介绍了如何通过提供的一键部署脚本，快速搭建存储为本地磁盘的PolarDB实例。
**操作系统要求：**CentOS 7.5及以上。以下步骤在CentOS 7.5上通过测试。
**说明：**请使用同一个用户进行以下步骤。请勿使用root用户搭建实例。

下载PolarDB源代码，地址：https://github.com/alibaba/PolarDB-for-PostgreSQL/tree/main。
安装相关依赖：

sudo yum install readline-devel zlib-devel perl-CPAN bison flex
sudo cpan -fi Test::More IPC::Run

根据不同的搭建场景，可选择不同的脚本执行命令：

只编译数据库源码，不创建本地实例：

./polardb_build.sh --noinit

编译并创建本地单节点实例，节点为主节点（端口为5432）：

./polardb_build.sh

编译并创建本地多节点实例，节点包括：

主节点1个（端口为5432）。
只读节点1个（端口为5433）。

./polardb_build.sh --withrep --repnum=1

编译并创建本地多节点实例，节点包括：

主节点1个（端口为5432）。
只读节点1个（端口为5433）。
备库节点1个（端口为5434）。

./polardb_build.sh --withrep --repnum=1 --withstandby

编译并创建本地多节点实例，节点包括：

主节点1个（端口为5432）
只读节点2个（端口分别为5433与5434）
备库节点1个（端口为5435）。

./polardb_build.sh --withrep --repnum=2 --withstandby

部署完成后，需要进行实例检查和测试，确保部署正确。

实例检查：

$HOME/tmp_basedir_polardb_pg_1100_bld/bin/psql -p 5432 -c 'select version();'
$HOME/tmp_basedir_polardb_pg_1100_bld/bin/psql -p 5432 -c 'select * from pg_replication_slots;'

一键执行全量回归测试：

./polardb_build.sh --withrep --repnum=1 --withstandby -r-check-all -e -r-contrib -r-pl -r-external -r-installcheck-all

软件许可说明

PolarDB的代码的发布基于Apache 2.0版本和PostgreSQL代码的软件许可。相关的许可说明可参见License和NOTICE。

致谢

部分代码和设计思路参考了其他开源项目，例如：PG-XC/XL（pgxc_ctl）、TBase（部分基于时间戳的vacuum 和MVCC）、Greenplum以及Citus（pg_cron）。感谢以上开源项目的贡献。

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