Pull to refresh
213
0
Егор Рогов @erogov

Пользователь

Задачи третьего этапа олимпиады «IT-Планеты» по PostgreSQL

Reading time 13 min
Views 8K

В шахматы меня когда-то легко обыгрывал восьмибитный компьютер, а действующего чемпиона мира IBM-овский Deep Blue одолел уже в 1997 году. Но игра Го держалась значительно дольше: победить обладателя девятого дана Ли Седоля удалось только в 2016 году компании Гугл с машиной AlphaGo. В Го простые правила, которые, однако, приводят к очень сложным стратегическим построениям. Ровно то, что нужно: простое условие, не дающее намека на то, как справиться с задачей одним SQL-запросом. Тема Го и легла в основу задач финала олимпиады, про которую я уже начал рассказывать в прошлый раз.

Финал проходил в Сочинском государственном университете. Пользуясь случаем, хочу сказать спасибо гостеприимным сотрудникам университета и организаторам, оперативно устранявшим все трудности.

Поговорим про задачи
Total votes 12: ↑12 and ↓0 +12
Comments 10

Задачи второго этапа олимпиады «IT-Планеты» по PostgreSQL

Reading time 16 min
Views 6.3K

В этом году наша компания впервые провела конкурс по базам данных в рамках международной олимпиады IT-Планета по информационным технологиям. Раньше на олимпиаде использовалась СУБД Oracle; наш коллега Евгений Бредня в свое время делился таким опытом.

Олимпиада проходила в три этапа. Первым шел заочный теоретический тест, который преодолели примерно двести человек из двух тысяч зарегистрировавшихся.

На втором этапе участникам было предложено подумать над пятью задачами, каждую из которых следовало решить одним SQL-запросом. Этот этап также проводился заочно: на раздумья было дано примерно три недели. Условия всех задач были опубликованы одновременно, но у каждой был свой крайний срок; поэтому первыми шли задачи полегче, чтобы на более сложные осталось больше времени. Задачи проверялись на корректность (автоматическими тестами) и на качество кода (вручную). По результатам мы отобрали двадцать человек для последнего, очного этапа.

Третий этап состоялся 27 мая в Сочи. К сожалению, из двадцати приглашенных приехать смогли только четырнадцать; между ними и состоялось соревнование. Задачи этого этапа также предполагали решение одним запросом, но сами задания были объединены общей темой, навеянной игрой Го, и строились так, что решение одной задачи помогало подступиться к следующей.

Я занимался придумыванием задач для второго и третьего этапов. Хочу поблагодарить участников олимпиады, которым пришлось их решать, организаторов, собравших нас вместе, и своих коллег: Дарью Рисухину, взвалившую на себя все оргвопросы, Евгения Моргунова, предоставившего задания для первого этапа, а также всех помогавших мне с задачами.

Поговорим о втором этапе
Total votes 18: ↑18 and ↓0 +18
Comments 3

Запросы в PostgreSQL: 7. Сортировка и слияние

Reading time 21 min
Views 13K

В предыдущих статьях я писал про этапы выполнения запросов, про статистику, про два основных вида доступа к данным — последовательное сканирование и индексное сканирование, — и успел рассказать о двух способах соединения — вложенном цикле и соединении хешированием.

В заключительной статье этой серии я расскажу про алгоритм слияния и про сортировку, и сравню все три алгоритма соединения между собой.

Читать далее
Total votes 15: ↑15 and ↓0 +15
Comments 6

Запросы в PostgreSQL: 6. Хеширование

Reading time 20 min
Views 16K

В предыдущих статьях я рассказал про этапы выполнения запросов, про статистику, про два основных вида доступа к данным — последовательное сканирование и индексное сканирование, — и перешел к способам соединения.

Прошлая статья была посвящена вложенному циклу, а сегодня поговорим про соединение хешированием. Заодно затронем группировку и поиск уникальных значений.

Читать далее
Total votes 14: ↑14 and ↓0 +14
Comments 0

Запросы в PostgreSQL: 5. Вложенный цикл

Reading time 19 min
Views 19K

Я уже рассказал об этапах выполнения запросов и о статистике, и о двух основных видах доступа к данным: о последовательном сканировании и об индексном сканировании.

Настал черед способов соединения. В этой статье я кратко напомню, какие бывают логические типы соединений, и расскажу о первом из трех физических способов соединения — о вложенном цикле. Заодно посмотрим и на новую для 14-й версии мемоизацию строк.

Читать далее
Total votes 14: ↑14 and ↓0 +14
Comments 0

Запросы в PostgreSQL: 4. Индексное сканирование

Reading time 20 min
Views 16K

Я уже рассказал об этапах выполнения запросов и о статистике и перешел к способам доступа к данным. В прошлый раз темой статьи было последовательное сканирование, а сегодня поговорим о сканировании индексном.

Прежде чем погружаться в детали индексного доступа, надо было бы рассказать про интерфейс индексных методов. Но я это уже делал в статье про индексы, и, хотя та серия несколько устарела, повторяться не буду. Если слова «класс операторов» и «свойства методов доступа» не находят отклика в душе, статью лучше перечитать.

Читать далее
Total votes 23: ↑23 and ↓0 +23
Comments 9

Запросы в PostgreSQL: 3. Последовательное сканирование

Reading time 16 min
Views 13K

В предыдущих статьях я рассказал об этапах выполнения запросов и о статистике.

Теперь пришла пора рассмотреть самые важные узлы, из которых может состоять план. Я начну со способов доступа к данным, и в этой статье расскажу о последовательном сканировании.

В прошлый раз я показывал, как на основе статистики вычисляется кардинальность, а в этой и следующих буду демонстрировать, как рассчитывается стоимость узлов плана. Не то, чтобы конкретные формулы оценки имели большое значение для понимания деталей работы планировщика, но мне хочется показать, что все цифры выводятся из статистики без привлечения черной магии.

Читать далее
Total votes 16: ↑16 and ↓0 +16
Comments 5

Запросы в PostgreSQL: 2. Статистика

Reading time 19 min
Views 24K

В прошлый раз я рассказал об этапах выполнения запросов. Прежде чем переходить к тому, как работают различные узлы плана (способы доступа к данным и методы соединения), надо разобраться с той основой, на которую опирается стоимостной оптимизатор — со статистикой.

Как обычно, я буду приводить примеры из демобазы. В этой статье будет довольно много планов выполнения, но про их составные части я буду рассказывать только в следующих статьях. Здесь же нас в первую очередь будут интересовать оценки количества строк (кардинальности), то есть числа, указанные в верхней строке плана в позиции rows.

Читать далее
Total votes 18: ↑18 and ↓0 +18
Comments 2

Запросы в PostgreSQL: 1. Этапы выполнения

Reading time 17 min
Views 65K

Привет, Хабр! Начинаю еще один цикл статей об устройстве PostgreSQL, на этот раз о том, как планируются и выполняются запросы.

Предыдущие циклы были посвящены изоляции и многоверсионности, журналированию и блокировкам.

В этом цикле я собираюсь рассмотреть этапы выполнения запросов, статистику, последовательное сканирование, индексное сканирование, соединение вложенным циклом, соединение хешированием, сортировку и соединение слиянием.

Материал перекликается с нашим учебным курсом QPT «Оптимизация запросов», но ограничивается только подробностями внутреннего устройства и не затрагивает оптимизацию как таковую. Кроме того, я ориентируюсь на еще не вышедшую версию PostgreSQL 14. А курс мы тоже скоро обновим (правда, на версию 13; приходится бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте).

Поехали
Total votes 33: ↑33 and ↓0 +33
Comments 11

«Жизнь» на PostgreSQL

Reading time 4 min
Views 20K
Недавно на Хабре была опубликована статья Морской бой в PostgreSQL. Должен признаться: я обожаю решать на SQL задачи, для SQL не предназначенные. Особенно одним SQL-оператором. И полностью согласен с авторами:

Использование специальных инструментов не по назначению часто вызывает негатив со стороны профессионалов. Однако решение бессмысленных, но интересных задач тренирует нестандартное мышление и позволяет изучить инструмент с разных точек зрения в поиске подходящего решения.

И еще. Будем честны: всегда использовать SQL по назначению — тоска зеленая. Вспомните, какие примеры приводятся во всех учебниках, начиная с той самой статьи Кодда? Поставщики да детали, сотрудники да отделы… А где же удовольствие, где же фан? Для меня один из источников вдохновения — сравнение процедурных решений с декларативными.

Я, позвольте, не буду объяснять, что такое Жизнь Джона Конвея. Скажу только, что — оказывается — используя клеточный автомат Жизни, можно построить универсальную машину Тьюринга. Мне кажется, это грандиозный факт.

Так вот, можно ли реализовать игру Жизнь одним оператором SQL?
Конечно можно
Total votes 77: ↑77 and ↓0 +77
Comments 30

Locks in PostgreSQL: 4. Locks in memory

Reading time 10 min
Views 15K
To remind you, we've already talked about relation-level locks, row-level locks, locks on other objects (including predicate locks) and interrelationships of different types of locks.

The following discussion of locks in RAM finishes this series of articles. We will consider spinlocks, lightweight locks and buffer pins, as well as events monitoring tools and sampling.


Read more →
Rating 0
Comments 0

Locks in PostgreSQL: 3. Other locks

Reading time 14 min
Views 8K
We've already discussed some object-level locks (specifically, relation-level locks), as well as row-level locks with their connection to object-level locks and also explored wait queues, which are not always fair.

We have a hodgepodge this time. We'll start with deadlocks (actually, I planned to discuss them last time, but that article was excessively long in itself), then briefly review object-level locks left and finally discuss predicate locks.

Deadlocks


When using locks, we can confront a deadlock. It occurs when one transaction tries to acquire a resource that is already in use by another transaction, while the second transaction tries to acquire a resource that is in use by the first. The figure on the left below illustrates this: solid-line arrows indicate acquired resources, while dashed-line arrows show attempts to acquire a resource that is already in use.

To visualize a deadlock, it is convenient to build the wait-for graph. To do this, we remove specific resources, leave only transactions and indicate which transaction waits for which other. If a graph contains a cycle (from a vertex, we can get to itself in a walk along arrows), this is a deadlock.


Read more →
Total votes 6: ↑6 and ↓0 +6
Comments 0

Locks in PostgreSQL: 2. Row-level locks

Reading time 14 min
Views 12K
Last time, we discussed object-level locks and in particular relation-level locks. In this article, we will see how row-level locks are organized in PostgreSQL and how they are used together with object-level locks. We will also talk of wait queues and of those who jumps the queue.



Row-level locks


Organization


Let's recall a few weighty conclusions of the previous article.

  • A lock must be available somewhere in the shared memory of the server.
  • The higher granularity of locks, the lower the contention among concurrent processes.
  • On the other hand, the higher the granularity, the more of the memory is occupied by locks.

There is no doubt that we want a change of one row not block other rows of the same table. But we cannot afford to have its own lock for each row either.

There are different approaches to solving this problem. Some database management systems apply escalation of locks: if the number of row-level locks gets too high, they are replaced with one, more general lock (for example: a page-level or an entire table-level).

As we will see later, PostgreSQL also applies this technique, but only for predicate locks. The situation with row-level locks is different.
Read more →
Total votes 4: ↑4 and ↓0 +4
Comments 2

Locks in PostgreSQL: 1. Relation-level locks

Reading time 13 min
Views 16K
The previous two series of articles covered isolation and multiversion concurrency control and logging.

In this series, we will discuss locks.

This series will consist of four articles:

  1. Relation-level locks (this article).
  2. Row-level locks.
  3. Locks on other objects and predicate locks.
  4. Locks in RAM.

The material of all the articles is based on training courses on administration that Pavel pluzanov and I are creating (mostly in Russian, although one course is available in English), but does not repeat them verbatim and is intended for careful reading and self-experimenting.

Many thanks to Elena Indrupskaya for the translation of these articles into English.



General information on locks


PostgreSQL has a wide variety of techniques that serve to lock something (or are at least called so). Therefore, I will first explain in the most general terms why locks are needed at all, what kinds of them are available and how they differ from one another. Then we will figure out what of this variety is used in PostgreSQL and only after that we will start discussing different kinds of locks in detail.
Read more →
Total votes 2: ↑2 and ↓0 +2
Comments 0

WAL in PostgreSQL: 4. Setup and Tuning

Reading time 17 min
Views 8.7K
So, we got acquainted with the structure of the buffer cache and in this context concluded that if all the RAM contents got lost due to failure, the write-ahead log (WAL) was required to recover. The size of the necessary WAL files and the recovery time are limited thanks to the checkpoint performed from time to time.

In the previous articles we already reviewed quite a few important settings that anyway relate to WAL. In this article (being the last in this series) we will discuss problems of WAL setup that are unaddressed yet: WAL levels and their purpose, as well as the reliability and performance of write-ahead logging.

WAL levels


The main WAL task is to ensure recovery after a failure. But once we have to maintain the log anyway, we can also adapt it to other tasks by adding some more information to it. There are several logging levels. The wal_level parameter specifies the level, and each next level includes everything that gets into WAL of the preceding level plus something new.
Read more →
Total votes 2: ↑2 and ↓0 +2
Comments 0

WAL in PostgreSQL: 3. Checkpoint

Reading time 11 min
Views 6.4K
We already got acquainted with the structure of the buffer cache — one of the main objects of the shared memory — and concluded that to recover after failure when all the RAM contents get lost, the write-ahead log (WAL) must be maintained.

The problem yet unaddressed, where we left off last time, is that we are unaware of where to start playing back WAL records during the recovery. To begin from the beginning, as the King from Lewis Caroll's Alice advised, is not an option: it is impossible to keep all the WAL records from the server start — this is potentially both a huge memory size and equally huge duration of the recovery. We need such a point that is gradually moving forward and that we can start the recovery at (and safely remove all the previous WAL records, accordingly). And this is the checkpoint, to be discussed below.

Checkpoint


What features must the checkpoint have? We must be sure that all the WAL records starting with the checkpoint will be applied to the pages flushed to disk. If it were not the case, during recovery, we could read from disk a version of the page that is too old, apply the WAL record to it and by doing so, irreversibly hurt the data.
Read more →
Total votes 4: ↑3 and ↓1 +2
Comments 0

WAL in PostgreSQL: 2. Write-Ahead Log

Reading time 8 min
Views 6.8K
Last time we got acquainted with the structure of an important component of the shared memory — the buffer cache. A risk of losing information from RAM is the main reason why we need techniques to recover data after failure. Now we will discuss these techniques.

The log


Sadly, there's no such thing as miracles: to survive the loss of information in RAM, everything needed must be duly saved to disk (or other nonvolatile media).

Therefore, the following was done. Along with changing data, the log of these changes is maintained. When we change something on a page in the buffer cache, we create a record of this change in the log. The record contains the minimum information sufficient to redo the change if the need arises.

For this to work, the log record must obligatory get to disk before the changed page gets there. And this explains the name: write-ahead log (WAL).

In case of failure, the data on disk appear to be inconsistent: some pages were written earlier, and others later. But WAL remains, which we can read and redo the operations that were performed before the failure but their result was late to reach the disk.
Read more →
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Comments 0

WAL in PostgreSQL: 1. Buffer Cache

Reading time 13 min
Views 7.1K
The previous series addressed isolation and multiversion concurrency control, and now we start a new series: on write-ahead logging. To remind you, the material is based on training courses on administration that Pavel pluzanov and I are creating (mostly in Russian, although one course is available in English), but does not repeat them verbatim and is intended for careful reading and self-experimenting.

This series will consist of four parts:


Many thanks to Elena Indrupskaya for the translation of these articles into English.

Why do we need write-ahead logging?


Part of the data that a DBMS works with is stored in RAM and gets written to disk (or other nonvolatile storage) asynchronously, i. e., writes are postponed for some time. The more infrequently this happens the less is the input/output and the faster the system operates.

But what will happen in case of failure, for example, power outage or an error in the code of the DBMS or operating system? All the contents of RAM will be lost, and only data written to disk will survive (disks are not immune to certain failures either, and only a backup copy can help if data on disk are affected). In general, it is possible to organize input/output in such a way that data on disk are always consistent, but this is complicated and not that much efficient (to my knowledge, only Firebird chose this option).

Usually, and specifically in PostgreSQL, data written to disk appear to be inconsistent, and when recovering after failure, special actions are required to restore data consistency. Write-ahead logging (WAL) is just a feature that makes it possible.
Read more →
Total votes 4: ↑3 and ↓1 +2
Comments 0

On recursive queries

Reading time 25 min
Views 9.9K
This article deals with writing recursive queries. This topic was brought up routinely, but the discussion was usually limited to simple cases related to trees: to descend from a vertex to the leaves and to ascend from a vertex to the root. We will address a more complicated case of an arbitrary graph.

Let's start with recalling the theory (very briefly since all of it is trivial), and then we will discuss what to do if it is unclear how to approach a real-life problem or if it seems to be clear, but the query persistently fails to work fine.

For an exercise, we will use the airlines demo database and try to write a query to find the shortest route from one airport to another.
Read more →
Rating 0
Comments 0

MVCC in PostgreSQL-8. Freezing

Reading time 12 min
Views 5.3K
We started with problems related to isolation, made a digression about low-level data structure, discussed row versions in detail and observed how data snapshots are obtained from row versions.

Then we covered different vacuuming techniques: in-page vacuum (along with HOT updates), vacuum and autovacuum.

Now we've reached the last topic of this series. We will talk on the transaction id wraparound and freezing.
Read more →
Total votes 1: ↑1 and ↓0 +1
Comments 0

Information

Rating
3,460-th
Location
Москва, Москва и Московская обл., Россия
Works in
Date of birth
Registered
Activity