Introducción a PostgreSQL

PostgreSQL, a menudo llamado «Postgres,» es un sistema de gestión de bases de datos relacional de código abierto ampliamente reconocido por su robustez, escalabilidad y características avanzadas. Desde su concepción en la década de 1980, PostgreSQL ha evolucionado constantemente para convertirse en una de las opciones preferidas por empresas y desarrolladores de todo el mundo.

En este artículo, exploraremos los conceptos clave de PostgreSQL y descubriremos por qué se ha ganado un lugar destacado en el mundo de la gestión de bases de datos.

Contenidos

¿Qué es PostgreSQL?

PostgreSQL es un sistema de gestión de bases de datos relacional (SGBDR) de código abierto que se destaca por su capacidad para manejar grandes volúmenes de datos y su flexibilidad. Es una opción popular para aplicaciones web y aplicaciones empresariales debido a su estabilidad, seguridad y funcionalidad.

Ventajas de utilizar PostgreSQL

Potente y escalable: PostgreSQL puede manejar grandes conjuntos de datos y soporta múltiples usuarios concurrentes. Es adecuado para aplicaciones de cualquier tamaño, desde pequeñas hasta empresas de gran envergadura.

Se pueden configurar clústeres de bases de datos y utilizar técnicas de replicación para distribuir la carga y aumentar la capacidad de respuesta. Aún así, debemos tener en cuenta que es una base de datos relacional, y aunque puede escalar, no lo hace de la misma forma que herramientas NoSQL especializadas en Big Data.

Extensibilidad: PostgreSQL permite agregar nuevas funcionalidades a través de extensiones y complementos. Esto brinda flexibilidad para adaptar la base de datos a requisitos específicos. Además, PostgreSQL cumple con los estándares SQL y ofrece compatibilidad con otros sistemas de bases de datos, lo que facilita la migración desde otros sistemas.

Entre sus extensiones más usadas, se encuentran:

PostGIS, que agrega capacidades de datos geoespaciales, Hypothetical Indexes, para evaluar el rendimiento de los índices antes de implementarlos en una base de datos en producción, pgcrypto, que proporciona funciones de cifrado, hash y autenticación, PL/Python, para escribir funciones y procedimientos en Python o TimescaleDB, para gestionar y analizar series temporales.

Transacciones ACID: PostgreSQL garantiza la integridad de los datos mediante el soporte de transacciones ACID (Atomicidad, Consistencia, Aislamiento, Durabilidad) típicas de las bases de datos relacionales.

Seguridad robusta: También incluye capacidades de autenticación avanzada basada en roles, cifrado de datos en reposo y en tránsito, y control de acceso granular a nivel de columna. También cuenta con una comunidad de desarrollo y soporte muy activa, que nos asegura que se realicen constantes mejoras, evoluciones y asistencia.

Instalación y Configuración de PostgreSQL

La instalación de PostgreSQL es sencilla y está disponible para varios sistemas operativos, incluyendo Windows, macOS y Linux. Por ejemplo, para Linux podemos seguir los siguientes pasos:

sudo apt install postgresql

PostgreSQL se instalará con una base de datos llamada «postgres». Para cambiar a la cuenta del sistema «postgres» e ingresar al shell de PostgreSQL, utiliza el siguiente comando

sudo -i -u postgres psql

En el shell, puedes cambiar la contraseña del usuario «postgres»

\password postgres

Para crear una nueva base de datos, puedes hacerlo en el shell de PostgreSQL con el comando:

CREATE DATABASE mydatabase;

Para salir del shell de PostgreSQL, usa las teclas Ctrl + D.

Si quieres permitir conexiones remotas a PostgreSQL, debes modificar el archivo de configuración. Edita el archivo pg_hba.conf para permitir conexiones desde direcciones IP específicas o rangos:

sudo nano /etc/postgresql/{versión}/main/pg_hba.conf

Después de realizar los cambios en la configuración, reinicia

sudo systemctl restart postgresql

Ahora PostgreSQL está instalado y configurado en tu sistema Linux. Puedes conectarte a él desde una aplicación cliente, como psql, para administrar bases de datos y usuarios.

Bases de datos, tablas y consultas en PostgreSQL

Una vez que PostgreSQL está instalado y configurado, puedes crear una nueva base de datos utilizando el comando CREATE DATABASE seguido del nombre de la base de datos para crearla.

También, podemos probar a crear tablas para almacenar y organizar datos con una sentencia SQL de este tipo:

CREATE TABLE nombre_tabla (
  columna1 tipo_dato1,
  columna2 tipo_dato2,
  ...
);

Los comandos más utilizados son:

SELECT: para recuperar datos de una o varias tablas.
INSERT: para insertar nuevos registros en una tabla.
UPDATE: para modificar registros existentes en una tabla.
DELETE: para eliminar registros de una tabla.

Índices y rendimiento

En PostgreSQL, los índices son estructuras que mejoran el rendimiento de las consultas al acelerar la búsqueda de datos. Puedes crear índices en columnas específicas para optimizar la velocidad de las consultas.

Puedes crear un índice utilizando la sentencia SQL CREATE INDEX.

Supongamos que tienes una tabla llamada «mi_tabla» y deseas crear un índice en una columna llamada «mi_columna»:

CREATE INDEX nombre_del_indice ON mi_tabla (mi_columna);

En el nombre_del_indice debes proporcionar un nombre descriptivo para el índice que estás creando. El nombre debe ser único en el esquema de la base de datos.

También puedes crear índices compuestos que involucran múltiples columnas. Por ejemplo, para crear un índice compuesto en las columnas «nombre» y «apellido» de la tabla «clientes», usarías:

CREATE INDEX idx_nombre_apellido ON clientes (nombre, apellido);

Este índice compuesto permitirá acelerar las consultas que involucren ambas columnas.

Recuerda que los índices tienen un impacto en el rendimiento de las consultas de lectura, pero pueden afectar negativamente las operaciones de escritura, como inserciones, actualizaciones y eliminaciones. Por lo tanto, es importante considerar cuándo y dónde crear índices en función de las necesidades específicas de tu base de datos y las consultas que planeas ejecutar.

Respaldo y recuperación de datos

Es fundamental realizar copias de seguridad periódicas de la base de datos para garantizar la integridad de los datos en caso de fallos o desastres. PostgreSQL ofrece herramientas y comandos para realizar respaldos y recuperar datos de manera eficiente.

Para hacer un backup podemos usar la utilidad pg_dump. Esta herramienta te permite realizar copias de seguridad de bases de datos o tablas individuales.

Para crear un backup debes proporcionar la información de autenticación, la base de datos, el nombre de la tabla y la ruta donde deseas guardar el archivo de respaldo:

pg_dump -U tu_usuario -d tu_base_de_datos -t nombre_de_tabla -f ruta/del/archivo.sql

El comando pg_dump generará un archivo SQL que contiene los datos y la estructura de la tabla especificada. Este archivo se guardará en la ruta que especificaste.

Para restaurar los datos desde el archivo de respaldo en el futuro, puedes utilizar la utilidad psql con la opción -f:

psql -U tu_usuario -d tu_base_de_datos -f ruta/del/archivo.sql

PostgreSQL vs MySQL vs MariaDB

Estos tres sistemas de gestión de bases de datos relacionales son muy conocidos y utilizados. Las diferencias principales son de licencias, escalabilidad y rendimiento.

PostgreSQL utiliza su propia licencia de código abierto y permite una mayor libertad en la modificación y redistribución del software.

MySQL utiliza una licencia dual, lo que significa que puedes elegir entre una licencia de código abierto (GNU GPL) o una licencia comercial de Oracle, dependiendo de tus necesidades y requisitos legales.

MariaDB es un fork de MySQL, lo que significa que es altamente compatible con MySQL en términos de comandos y características. También utiliza una licencia de código abierto (GNU GPL).

En cuanto a escalabilidad, PostgreSQL es adecuado para aplicaciones de alta concurrencia. Tiene un excelente rendimiento en consultas complejas y soporta índices paralelos. Su arquitectura multiversión proporciona un fuerte aislamiento de transacciones.

MySQL y MariaDB son escalables en su mayoría para aplicaciones de tamaño mediano a grande. Sin embargo, algunos informes sugieren que no manejan la concurrencia tan eficientemente como PostgreSQL en escenarios muy exigentes.

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Preguntas Frecuentes – FAQ

¿Cómo se puede escalar PostgreSQL para manejar grandes volúmenes de datos?

Para escalar PostgreSQL y manejar grandes volúmenes de datos, hay que usar varias estrategias, como la partición de tablas y el particionamiento horizontal, la replicación, tanto síncrona como asíncrona, para distribuir datos en múltiples servidores y clústeres de réplicas.

¿Qué herramientas de administración existen para PostgreSQL?

Algunas de las herramientas de administración de PostgreSQL más populares son pgAdmin, una interfaz gráfica de código abierto; phpPgAdmin, herramienta web basada en PHP; pgcli y psql, que son clientes de línea de comandos; DBeaver, una herramienta universal de base de datos compatible con PostgreSQL, y Navicat for PostgreSQL, que ofrece una interfaz gráfica de usuario fácil de usar para administrar bases de datos PostgreSQL.