データベース運用改善のヒント！コア開発者直伝のPostgreSQL 10の7つの新機能

2017年10月5日、全国のPostgreSQL使いエンジニアが待ちに待った、バージョン10（安定版）がリリースされました。「今後、自分の開発業務に導入していきたい」と考えている方も多いでしょう。

今回は、PostgreSQLの専門家、そして開発者である澤田雅彦さんに、新機能の中でも特に“運用”に役立つ7の新機能をピックアップして解説してもらいました。これを読めば、現場ですぐに役立つPostgreSQL 10（以下、バージョン10）の知識が身につきます！

<PostgreSQL: PostgreSQL 10 Released

• (1)テーブルパーティショニング
• (2)論理レプリケーション
• (3)パラレルクエリ
• (4)待機イベントのカテゴリが細分化
• (5)Quorum-based 同期レプリケーション
• (6)デフォルトロールにモニタリング・監視用の権限が追加された
• (7)旧バージョンと非互換の機能

(1)テーブルパーティショニング

──まずは、テーブルパーティショニングについてお聞きします。従来のPostgreSQLには、テーブルパーティショニング専用の機能はありませんでした。しかし、バージョン10では、いよいよその機能が搭載されたそうですね。

澤田　はい。これは、ある列の値を元に、テーブルをパーティショニングできる機能です。パーティショニングの方法には2種類があり、ひとつは列の値を「最小値から100」「100から200」というようにレンジで区切り、分割する方法（レンジ・パーティション）。もうひとつは、列の値をリストで区切り、分割する方法（リスト・パーティション）で、これはブログのカテゴリを保持するテーブルを「ミュージックカテゴリ」と「スポーツカテゴリ」でパーティショニングする、というイメージです。サンプルSQLは、以下のようになります。

【サンプルSQL：レンジ・パーティション】

--idをパーティションキーにして、1階層のパーティションテーブルを作成し、データを投入。usersテーブルにINSERTしたデータがちゃんと振り分けられている事を確認する。

-- 1. ユーザIDをパーティションキーにして親テーブルを作成
CREATE TABLE users (id int, name text) PARTITION BY RANGE (id);

-- 2. 各子テーブルを作成
CREATE TABLE users_100 PARTITION OF users FOR VALUES FROM (minvalue) TO (100);
CREATE TABLE users_200 PARTITION OF users FOR VALUES FROM (100) TO (200);

-- 3. ユーザテーブルにデータを挿入
INSERT INTO users VALUES (10, 'Alice'), (50, 'Bob'), (140, 'Carol');

-- 4. テーブルの中身を全て取得
SELECT * FROM users;
 id  | name  
-----+-------
  10 | Alice
  50 | Bob   
 140 | Carol
(3 rows)

-- 5. 各子テーブルを指定して取得。ユーザIDを元に振り分けられていることがわかる
SELECT * FROM users_100;
 id | name
----+-------
 10 | Alice
 50 | Bob
 (2 rows)

SELECT * FROM users_200 ;
 id  | name
-----+-------
 140 | Carol
(1 row)

-- 6. 対応する子テーブルがないとエラー
INSERT INTO users VALUES (250, 'Dave');
ERROR:  no partition of relation "users" found for row
DETAIL:  Partition key of the failing row contains (id) = (250).

【サンプルSQL：リスト・パーティション】

--レンジパーティションと同様の事をするSQLです。

-- 1. ユーザIDをパーティションキーにして親テーブルを作成
CREATE TABLE blogs (id int, category text, content text) PARTITION BY LIST (category);

-- 2. 各子テーブルを作成
CREATE TABLE blogs_music_art PARTITION OF blogs FOR VALUES IN ('music', 'art');
CREATE TABLE blogs_cooking_sports PARTITION OF blogs FOR VALUES IN ('cooking', 'sports');

-- 3. ユーザテーブルにデータを挿入
INSERT INTO blogs VALUES (1, 'music', 'xxxxx'), (2, 'cooking', 'yyyyy'), (3, 'sports', 'zzzzz');

-- 4. 親テーブル経由、各子テーブル経由でテーブル内容を確認する
SELECT * FROM blogs;
 id | category | content
----+----------+---------
  1 | music | xxxxx
  2 | cooking  | yyyyy
  3 | sports   | zzzzz
(3 rows)

SELECT * FROM blogs_cooking_sports;
 id | category | content
----+----------+---------
  2 | cooking  | yyyyy
  3 | sports   | zzzzz
(2 rows)

SELECT * FROM blogs_music_art ;
 id | category | content
----+----------+---------
  1 | music | xxxxx
(1 row)

──「サンプルSQL：レンジ・パーティション」の「6. 対応する子テーブルがないとエラー」でINSERTがエラーになっていますが、これはどうしてですか？

澤田　親テーブルに対しデータをインサートする際、そのデータが格納されるべき適切な子テーブルが存在していなければエラーになってしまうからです。この点は、運用時に注意してください。テーブルに格納するデータがレンジの上限値に達する前に子テーブルを作成する、などの作業を必ず運用フローに組みこむ必要があります。

──どのような用途の場合、テーブルパーティショニングは効果的に機能しますか？

澤田　例えば、100GB以上のデータ量があるような大きなテーブルを分割して、アクセス速度の改善や運用の効率化をするという用途で有効です。それから、日付のレンジパーティショニングで年月ごとに子テーブルを作成し、その年月のテーブルが不要になったらDROPして削除する、といった用途などにも向いていると思います。

──特定のテーブルに全ての年月のデータを入れておき、不要になったデータだけ順次DELETEしていく、という運用ではいけないのでしょうか？

澤田　PostgreSQLって、DELETEしたデータのゴミがずっと残ってしまうので、運用を続けるごとにテーブルがどんどん重くなってしまうんです。年月ごとにテーブルをパーティショニングしておけば、不要になったらDROPできるためゴミデータによるパフォーマンス劣化を防ぐことができます。

(2)論理レプリケーション