{"id":49407,"date":"2022-04-19T14:48:31","date_gmt":"2022-04-19T13:48:31","guid":{"rendered":"https:\/\/kinsta.com\/de\/?p=49407&post_type=knowledgebase&preview_id=49407"},"modified":"2025-10-01T20:19:23","modified_gmt":"2025-10-01T19:19:23","slug":"was-ist-postgresql","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kinsta.com\/de\/blog\/was-ist-postgresql\/","title":{"rendered":"Was ist PostgreSQL?"},"content":{"rendered":"

Heutzutage ben\u00f6tigt fast jede Software oder Webanwendung eine Datenbank<\/a> im Backend. Die steigende Anzahl von Transaktionen pro Sekunde und die Terabytes an gespeicherten Daten erfordern ein stabiles und flexibles Framework f\u00fcr die Speicherung und Bereitstellung dieser Daten.<\/p>\n

F\u00fcr Start-ups stellt sich nat\u00fcrlich auch die Frage nach den Kosten. Aber was w\u00e4re, wenn wir dir sagen w\u00fcrden, dass du auf diese Datenbank kostenlos zugreifen und sie sogar kostenlos aufbauen kannst?<\/p>\n

Ja, du hast richtig geh\u00f6rt – die PostgreSQL-Datenbank garantiert alles, was wir oben erw\u00e4hnt haben, einschlie\u00dflich einiger zus\u00e4tzlicher Vorteile! In diesem Artikel gehen wir auf die verschiedenen Aspekte von PostgreSQL ein, die es ihr erm\u00f6glichen, sich in einem sich schnell entwickelnden Segment zu behaupten.<\/p>\n

Kommen wir gleich zur Sache.<\/p>\n

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Was ist PostgreSQL?<\/h2>\n
\"Das
PostgreSQL Logo (Bildquelle: Uberconf<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

PostgreSQL<\/a> ist ein quelloffenes, sehr stabiles Datenbanksystem, das verschiedene SQL-Funktionen wie Fremdschl\u00fcssel, Unterabfragen, Trigger und verschiedene benutzerdefinierte Typen und Funktionen unterst\u00fctzt. Es erweitert die SQL-Sprache um verschiedene Funktionen, die eine genaue Skalierung und Reservierung von Daten-Workloads erm\u00f6glichen. Sie wird vor allem zur Datenspeicherung f\u00fcr viele mobile, Web-, Geodaten- und Analyseanwendungen verwendet.<\/p>\n

In diesem Artikel werden wir uns mit allen Aspekten von PostgreSQL befassen und im n\u00e4chsten Abschnitt mit den wichtigsten Funktionen beginnen. Los geht’s.<\/p>\n\n

Hauptmerkmale von PostgreSQL<\/h3>\n

Es gibt einige wichtige Eigenschaften der PostgreSQL-Datenbank, die sie einzigartig und im Vergleich zu anderen Datenbanken sehr beliebt machen. Derzeit ist sie die am zweith\u00e4ufigsten genutzte Datenbank, nur noch hinter MySQL<\/a>.<\/p>\n

Schauen wir uns diese Eigenschaften genauer an.<\/p>\n

Verl\u00e4sslichkeit und Einhaltung von Standards<\/h4>\n

PostgreSQL bietet echte ACID-Semantik f\u00fcr Transaktionen und unterst\u00fctzt Fremdschl\u00fcssel, Joins, Views, Triggers und Stored Procedures in vielen verschiedenen Sprachen. Die meisten SQL-Datentypen wie INTEGER, VARCHAR, TIMESTAMP und BOOLEAN werden unterst\u00fctzt. Es unterst\u00fctzt auch die Speicherung von gro\u00dfen bin\u00e4ren Objekten wie Bildern, Videos oder T\u00f6nen. PostgreSQL ist zuverl\u00e4ssig, da es \u00fcber ein gro\u00dfes Community-Support-Netzwerk verf\u00fcgt. PostgreSQL ist eine fehlertolerante Datenbank dank des Write-Ahead-Loggings.<\/p>\n

Erweiterungen<\/h4>\n

PostgreSQL verf\u00fcgt \u00fcber mehrere robuste Funktionen wie Point-in-Time Recovery, Multi-Version Concurrency Control (MVCC), Tablespaces, granulare Zugriffskontrollen, asynchrone Replikation, einen verfeinerten Query Planner\/Optimizer und Write-Ahead Logging. Die Multi-Version Concurrency Control erm\u00f6glicht das gleichzeitige Lesen und Schreiben von Tabellen und blockiert nur gleichzeitige Aktualisierungen derselben Zeile. Auf diese Weise werden \u00dcberschneidungen vermieden.<\/p>\n

Skalierbarkeit<\/h4>\n

PostgreSQL unterst\u00fctzt Unicode, internationale Zeichens\u00e4tze, Multi-Byte-Zeichencodierungen und ist in Bezug auf Sortierung, Gro\u00df- und Kleinschreibung und Formatierung ortsabh\u00e4ngig. PostgreSQL ist hoch skalierbar – sowohl in Bezug auf die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer als auch auf die Datenmenge, die es verwalten kann. Au\u00dferdem ist PostgreSQL plattform\u00fcbergreifend und kann auf vielen Betriebssystemen laufen, darunter Linux, Microsoft Windows, OS X, FreeBSD und Solaris.<\/p>\n

Dynamisches Laden<\/h4>\n

Der PostgreSQL-Server kann auch vom Benutzer geschriebenen Code \u00fcber dynamisches Laden in sich aufnehmen. Der Benutzer kann eine Objektcodedatei angeben, z. B. eine Shared Library, die eine neue Funktion oder einen neuen Typ implementiert, und PostgreSQL l\u00e4dt sie bei Bedarf. Durch die M\u00f6glichkeit, seine Arbeitsweise im laufenden Betrieb zu \u00e4ndern, eignet sich PostgreSQL hervorragend f\u00fcr die schnelle Implementierung neuer Speicherstrukturen und Anwendungen.<\/p>\n

Architektur von PostgreSQL<\/h3>\n

Der PostgreSQL-Server hat eine einfache Struktur, die aus einem gemeinsamen Speicher, Hintergrundprozessen und einer Datenverzeichnisstruktur besteht. In diesem Abschnitt gehen wir auf die einzelnen Komponenten ein und erl\u00e4utern, wie sie miteinander interagieren. Nachfolgend siehst du eine Abbildung der PostgreSQL-Architektur. Zu Beginn wird eine Anfrage vom Client an den Server gesendet. Dann verarbeitet der PostgreSQL-Server die Daten mithilfe von gemeinsamen Puffern und Hintergrundprozessen. Die physische Datei des PostgreSQL-Datenbankservers wird im Datenverzeichnis gespeichert.<\/p>\n

\"Das
PostgreSQL Architektur Illustration (Bildquelle: Wikimedia Commons<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Shared Memory<\/h4>\n

Shared Memory ist f\u00fcr das Caching des Transaktionslogs und der Datenbank reserviert. Es umfasst au\u00dferdem Elemente wie Shared Buffers, WAL Buffers, Work Memory und Maintenance Work Memory. Im Folgenden gehen wir auf die einzelnen Elemente ein.<\/p>\n

Shared Buffers<\/h5>\n

Diese Puffer dienen dazu, die DISK IO des Servers zu minimieren. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es angemessen, den Wert des Shared Buffers auf 25% des Gesamtspeichers festzulegen, wenn wir einen dedizierten Server f\u00fcr PostgreSQL haben. Der Standardwert f\u00fcr den gemeinsamen Puffer ist ab Version 9.3 128 MB. Wenn mehrere Benutzer gleichzeitig darauf zugreifen, muss unbedingt versucht werden, die Konflikte zu minimieren. H\u00e4ufig verwendete Bl\u00f6cke sollten so lange wie m\u00f6glich im Puffer verbleiben. So kann er so schnell wie m\u00f6glich auf die Daten zugreifen.<\/p>\n

WAL-Puffer<\/h5>\n

In WAL-Puffern werden \u00c4nderungen an der Datenbank vor\u00fcbergehend gespeichert. Die WAL-Datei besteht aus Inhalten, die der WAL-Puffer zu einem bestimmten Zeitpunkt schreibt. WAL-Dateien und WAL-Puffer sind wichtig, um die Daten bei Baclup und Recovery wiederherzustellen.<\/p>\n

Arbeitsspeicher<\/h5>\n

Dieser Speicherplatz wird f\u00fcr Bitmap-Operationen, Sortierung, Merging-Joins und Hash-Joins verwendet, um Daten in tempor\u00e4re Plattendateien zu schreiben. Die Standardeinstellung ab Version 9.3 ist 4 MB.<\/p>\n

Maintenance Work Memory<\/h5>\n

Dieser Speicherplatz wird f\u00fcr Datenbankoperationen wie ANALYZE, VACUUM, ALTER TABLE und CREATE INDEX verwendet. Die Standardeinstellung ab Version 9.4 ist 64 MB.<\/p>\n

Hintergrundprozesse<\/h4>\n

Jeder Hintergrundprozess ist ein integraler Bestandteil des Servers und f\u00fchrt eine bestimmte Funktion aus, um den Server zu verwalten. Einige wichtige Hintergrundprozesse werden im Folgenden n\u00e4her erl\u00e4utert:<\/p>\n

Checkpointer-Prozess<\/h5>\n

Wenn ein Checkpoint auftritt, wird der Dirty Buffer in die Datei geschrieben. Der Checkpointer schreibt im Wesentlichen alle schmutzigen Seiten aus dem Speicher auf die Festplatte und bereinigt den gemeinsamen Pufferbereich. Wenn die Datenbank abst\u00fcrzt, kann der Datenverlust gemessen werden, indem die Differenz zwischen der letzten Checkpoint-Zeit und der Zeit, zu der PostgreSQL gestoppt wurde, ermittelt wird.<\/p>\n

Background-Writer-Prozess<\/h5>\n

Er aktualisiert die Protokolle und Sicherungsinformationen. Bis zur Version 9.1 war dieser Prozess in den Checkpointer-Prozess integriert, der regelm\u00e4\u00dfig durchgef\u00fchrt wurde. Ab Version 9.2 wurde der Checkpointer-Prozess jedoch vom Background Writer-Prozess getrennt.<\/p>\n

WAL Writer<\/h5>\n

Dieser Prozess schreibt die WAL-Daten in den WAL-Puffer und \u00fcbertr\u00e4gt sie regelm\u00e4\u00dfig in den persistenten Speicher.<\/p>\n

Archiver<\/h5>\n

Falls aktiviert, ist dieser Prozess daf\u00fcr verantwortlich, die WAL-Logdateien in ein bestimmtes Verzeichnis zu kopieren.<\/p>\n

Logger\/Protokollsammler<\/h5>\n

Dieser Prozess schreibt einen WAL-Puffer in die WAL-Datei.<\/p>\n

Datendateien\/Datenverzeichnisstruktur<\/h4>\n

PostgreSQL hat mehrere Datenbanken, die zusammen einen Datenbank-Cluster bilden. Bei der Initialisierung werden die Datenbanken template0, template1 und Postgres erstellt. Die neue Datenbankerstellung des Benutzers erfolgt \u00fcber Template-Datenbanken, die aus den Systemkatalogtabellen bestehen. Obwohl die Liste der Tabellen in template0 und template1 nach der Initialisierung identisch ist, kann nur die template1-Datenbank die Objekte erstellen, die der Benutzer ben\u00f6tigt, daher wird die Benutzerdatenbank durch Klonen der template1-Datenbank erstellt.<\/p>\n

Die f\u00fcr den Cluster ben\u00f6tigten Daten werden im Datenverzeichnis des Clusters gespeichert, das auch als „PGDATA“ bezeichnet wird. Es besteht aus mehreren Unterverzeichnissen. Ein paar wichtige sind im Folgenden aufgef\u00fchrt:<\/p>\n