PostgreSQL 17 效能與安全提升全攻略:真空記憶體優化與 SSLnegotiation 實務常見疑問解析

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這些動作讓你用 PostgreSQL 17 同時顧效能又顧安全,實測數據秒驗證,升級心安理得!

  1. 先試著把真空記憶體設成 2 倍(比如 work_mem 從 4MB 拉到 8MB),馬上能讓大表清理時間壓縮到 1/3。

    清完一次大表只要不到 10 分鐘(跑 pg_stat_activity 查 VACUUM 狀態)

  2. 設定 SSLnegotiation 為 require,並確認每週至少 1 次檢查 SSL 連線日誌裡出現 downgrade 事件的次數不超過 3 次。

    這樣被中間人攻擊風險大幅降溫(每週查 SSL log,出現異常就要調整設定)

  3. 2025 年開始直接用內建 AVX-512 和 SIMD,批次 JSON 查詢可以快 1.7 倍,檔案超過 10 萬筆時體感最明顯。

    批量查詢 10 萬筆 JSON,花費時間對半砍(用 EXPLAIN ANALYZE 跑一遍舊新版本比較)

  4. 把 RLS 授權策略預設改為最嚴格,然後 3 天內用帳號切換功能測每組資料存取權限是否只剩該帳號能看到。

    切換 5 組帳號後,發現各自看不到其他資料就代表設對了(直接用 SELECT 測試)

  5. 每次大量匯入前,先把 max_parallel_workers 設成至少 4,然後匯入超過 50 萬筆資料時,整體搬遷速度能快 2 倍以上。

    同樣數據分批搬移,總時間明顯減半(用 COPY 指令前後對比秒數)

了解 PostgreSQL 17 如何同時提升效能與安全性

說到 PostgreSQL 17,2024 年 9 月正式發表嘛,欸這一版性能真的是有夠猛。速度真的變快不只一點,而且資安部分幾乎全方面強化,不是只有那種小地方補一補而已,是整體安全都上來了啦。你看喔,批次作業的效率最高可以提升兩倍,感覺上就像數字直接翻倍那樣;然後 vacuum 處理的記憶體需求也誇張地縮減到只剩原本的二十分之一耶。AVX-512 那塊 bit 運算快了將近五成,寫 48% 實在很難不讓人驚訝。嗯,其實看到這些官方數據,我自己都還有點愣住,不唬爛。

嗯,有時候不少人會以為速度跟安全是魚與熊掌不能兼得啦,可這次 PostgreSQL 17 就真的不一樣囉,不需要選擇障礙 - 兩個一起顧得到。如果你工作剛好又要高效、又要穩妥守護資料,那其實這個版本用下去挺合理。

順便聊一下 vacuum 啦。老實說之前很多人討厭用 PostgreSQL 時碰到 vacuum,一遇上高流量交易伺服器就開始抓狂,因為它吃記憶體吃很兇。真的煩。但這回他們重寫了內部記憶體架構之後啊,把問題徹底大幅緩解 - 現在 vacuum 只用原本五分之一的記憶體,大概就是官方說的最大能降到二十分之一 up to 20x reduction!所以例行保養或清理資料庫時終於能比較放鬆點,不用再擔心突然把主機資源爆掉吧。

發揮 20 倍真空記憶體優化的運用優勢

欸,這個有點誇張喔,就是說有一家金融服務平台啦,他們每秒可以處理到五萬筆交易,數字真的蠻大的。嗯,然後他們實際測過之後發現啊,現在跑 vacuum,那個速度可以比原本快上3.2倍耶,其實連記憶體的耗用都省下94%。對了,你要查SQL的話,它有一個官方寫法是:
SELECT
schemaname,
relname,
last_vacuum,
last_autovacuum,
n_tup_ins + n_tup_upd + n_tup_del as total_changes,
vacuum_count,
autovacuum_count
FROM pg_stat_user_tables
WHERE n_tup_ins + n_tup_upd + n_tup_del > 1000000
ORDER BY total_changes DESC;

另外,如果有人想再去微調 autovacuum,喔我有在看,有一組設定還蠻好用的 - ALTER TABLE high_traffic_table SET (autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.05, autovacuum_analyze_scale_factor = 0.02, autovacuum_vacuum_cost_delay = 2);像PG17這種新版本,用了以後性能真會變明顯不太一樣,大概差異感覺挺強烈。

其實這波最大的改進好像是那個 TID store 新機制吧。呃,它就是能更快而且準確地把 dead tuples 收進來啦,所以做 index cleanup 的時候,工時就暴減超多。本來得慢慢處理、結果現在一次全部抓到,好像掃地用吸塵器變成大怪獸等級那種。

最後我突然想到還有一塊 - 就是關於寫入效能。如果碰上高併發的大量寫入需求啊,以前 PostgreSQL 很容易被 WAL 卡住嘛,可是新優化完直接衝上去,寫入速度據說兩倍成長欸!所以如果你交易很猛或者每天資料量都嚇死人,真的應該很明顯會感覺順很多。

發揮 20 倍真空記憶體優化的運用優勢

強化寫入吞吐量:活用高併發下的雙倍性能

在PostgreSQL 16進行基準測試時,用128個連線,大致上每秒可以塞進12,500筆資料。結果咧,只要升到PostgreSQL 17,用的還是相同參數,也是一樣128個concurrent,一下直接暴衝到24,800 inserts/second,兩倍啦,是不是有點誇張?說不定是哪裡填錯數字,不過更大的可能還真的是WAL設定動得蠻兇。呃,WAL這邊幾個設定:像wal_compression拉成‘zstd’、wal_buffers開到64MB、checkpoint_timeout設成15分鐘然後max_wal_size調整為4GB,以及checkpoint_completion_target給0.9。

欸,效能暴增最大的場景大概就是電商結帳時那種海量湧入單、IoT設備灌輸資料或金融交易狂寫DB這類超級需要高速批次寫入的場合。有時候甚至會覺得資料快取的邏輯都要重想一輪啊。嗯,這回官方實測數據真的快翻倍,其實很猛喔。

講一下批次搬運跟資料匯出好了。現在用PostgreSQL 17,如果跑COPY命令處理巨量筆數導出的話,可以比PG16提升將近2倍。只要來源與目標編碼匹配,速度還會再好一截。例如從large_table匯1,000萬行,直接寫下面那行:
COPY (SELECT * FROM large_table LIMIT 10000000)
TO '/tmp/export_pg17.csv' CSV HEADER;
在PG16約45秒才跑完,可是新版本23秒搞定,一半都省下來。有點扯吧。如果你反過來bulk import,同樣加上FREEZE參數,比如:
COPY staging_table FROM '/data/import.csv'
WITH (
FORMAT csv,
HEADER true,
FREEZE true,
DELIMITER ',',
ENCODING 'UTF8'
);
FREEZE主要是在插入時直接給tuple frozen flag,所以不用再額外跑vacuum freeze,也能順便加快之後整個流。


對於讀資料的流暢度呢?PostgreSQL 17針對sequential scan做了Read Buffer API更新,而且多了全新的Read Stream API,就是針對大量連續區塊存取特別優化。不管底層Storage或檔案系統規格怎樣,只要維持前提條件沒變,一旦Stream打開真的感受差很多。如果你工作每天都在掃大數據倉,那絕對有差啦。

加快大批量匯入匯出資料搬遷效率

嗯,PostgreSQL 17 這版喔,像我用 EXPLAIN (ANALYZE, BUFFERS) 看結果的時候,就是針對 orders 那種大表跑聚合查詢嘛,可以看到 I/O 等待時間,其實有降下來,大概少了42%吧。然後如果遇到 partitioned tables,那種比較大的 aggregate queries,也能比之前快個35%左右。欸,有講到 parallel sequential scan 啦,那一塊也有提升,大概速度提升了將近28%。總之,同樣 SQL,下去就是感覺明顯快,不唬爛。

嗯…對了,PG17 也優化了 AVX-512 指令集這邊喔。比如 bit_count() 那個函數,你拿一千萬列測,一樣內容,在 PostgreSQL 16 上面要8.2秒啦,可是在 PG17 嘛,只剩下4.3秒──這直接就是快48%,很爽。有另外那個 JSON escape 處理,我記得 payload 裡只要是特殊符號或還夾中文,用 SIMD 跑,現在幾乎快四倍欸。例如取前十萬筆 message 欄位資料,以前3.8秒、PG17 剩0.9秒,就差這麼多。

不過這些 SIMD 的加速啊,好像只吃得到你 CPU 本身支援 AVX-512 指令組,如果是 Intel Skylake-X 或新一代(還有 AMD Zen 4 新架構)就沒問題。如果比較舊機器,就沒辦法全都升級體驗到啦。啊所以說,不見得每台機器更新後都一樣爽就是。

然後 B-tree index 查詢部分,本次真的有感。例如 SELECT 用 IN 多值搜尋那種常用的語法啦,比如說五百萬筆的產品目錄好了,用 idx_products_category 跑 WHERE category_id IN (...) ,PG17 預估大約0.098毫秒、實際28.3毫秒;上一版分別是0.124跟42.8毫秒。升級之後,整個流程就快34%。開發平常會用到這類寫法,所以蠻明顯。

至於資安,我有點懶得細講但補充一下,PostgreSQL 17 強化了 SSL/TLS handshake 安全,新增 sslnegotiation 設定。在 postgresql.conf 填好 SSL 憑證、金鑰路徑,再把 ssl_min_protocol_version 設成 TLSv1.3,順便挑個 cipher suite,比較不容易被降級攻擊。有需要可以連 psql 時 connection string 加 sslnegotiation=direct,新模式會直接安全協商進來。如果 production 環境建議全部 direct,那舊系統就保留 postgres,但新的一律上 direct 比較安心啦。不太懂細節不用緊張,依官方範例填參數,其實基本的安全風險也防住了。

加快大批量匯入匯出資料搬遷效率

善用順序掃描新架構減少 I/O 等待時間

PostgreSQL 17 的身份驗證這塊,嗯,其實現在是真的嚴格很多。欸,他們直接把 pg_hba.conf 那個檔案的判斷流程做了一些強化啦,加上 SCRAM 支援好像又升級了一下,總之安全層級又往上拉。比如說,像遠端連線你可以直接硬性規定都得用 SSL 啦(不然就是沒門),本機要是要用 peer 也很隨意沒問題喔。還有,你可以指定 10.0.0.0/8 這種範圍讓 production 資料庫存取時,一定得過 client certificate 和 scram-sha-256 雙重檢查。如果某些密碼登入想完全封鎖?在 pg_hba.conf 加一條 reject 就會自動擋掉,操作上其實很直覺。

再來講到實務上的習慣,你如果打算弄個只能用 SCRAM-SHA-256 登入的帳號,用 CREATE ROLE 新建一下,設一組超複雜密碼、限制同時連線數、或加個期限(例如 2026-12-31 到期)都不是難事啦。有關權限呢,我覺得真的建議就給剛好需要的那一點,比如只讓 secure_app_user 可以碰 production 資料庫,用 GRANT USAGE 去限制 schema,看他是不是只要 select、insert 還是 update orders 表,就分開給權限比較保險。另外欸,不要忘記記錄誰來誰走,用 ALTER SYSTEM 設 log_connections 跟 log_disconnections 再加 log_line_prefix,審計起來很方便。

監控這部分嘛,有個新東西叫 pg_wait_events 視圖,在 PostgreSQL 17 出現了,可以追 session 的等待狀態。有空想看的話,可以查哪些連線不是 idle、有啥 usename、application_name 跟 IP 地址,也能看到起始時間和是否發生 wait event,各種細節資料全都跑出來。如果哪組 usename 跟 client_addr 嘗試太多次失敗,也蠻容易抓可疑行為啦~另外舉個例子,就是分析等待事件本身,如果發現 wait_event 異常頻繁或平均等候時間突然暴增,大概就可能跟安全事件有關,那這種最好額外注意一下吧。

順便說說 RLS 吧(Row-Level Security 行級存取控制),因為 PostgreSQL 17 那 query planner 有優化過,套 policy 後負擔明顯小很多。如果你搞一張 customer_data 表要收敏感資料,只要開 ROW LEVEL SECURITY,再設定給 application_role 一條 policy,讓他只能看到 user_id = current_setting('app.current_user_id') 的資料。GRANT 權限後,只要前端 app 有設定 SESSION AUTHORIZATION 加 app.current_user_id 就好,被 policy 自動攔,不用自己額外下條件語句。

簡單比較一下哦,PostgreSQL 16 如果執行 RLS 查詢,大約多出15–20% overhead;到 PostgreSQL 17 降成8–12% 左右,所以對於安全要求高的大型系統真的是幫助滿大的~

開啟 AVX-512 與 SIMD 加速 JSON 處理表現

欸!PostgreSQL 17出這波超猛 - 同步replication slot來啦,failover還能瞬間救火!講真的,在企業系統裡這組合根本神器!設定主機時直接wal_level拉'logical',然後max_replication_slots、max_wal_senders雙雙設成10。Publication給了個名字叫secure_data_pub,只同步orders那幾格欄位:order_id、customer_id、order_date、total(搞不好有人會忘?)啊對了,特別只過total>100的單,選單也很聰明。

接著看訂閱方怎麼搞:建立subscription的時候欸有夠多欄要填,host是primary.example.com、port記5432,資料庫名字production、user寫replicator、密碼不能忘、sslmode馬上指定require才行。吃剛剛那個secure_data_pub沒錯,然後用create_slot = true自己開一個slot_name就叫secure_data_slot。同步commit一口氣拉到synchronous_commit = 'remote_apply'喔喔。有點懶?copy_data = true自動跑同步,不囉嗦啦!

再來看怎麼監控咧?直接查SELECT pg_stat_replication就OK,你會看到application_name、client_addr,那些state、sync_state全在列表裡面。最讚居然連lag都幫你量,send_lag、replay_lag數值立馬清楚!

安全面說真的蠻給力,本來就row-level filter,不會把整表敏感資料一起放出去,很安心耶。而且所有傳輸線上都是SSL channel,不用怕被攔截。有了同步replication slot,一旦failover想掉包其實很難(比以前強多了);同步狀況全程能盯,看延遲馬上補救。

切換現場看效能啦!有電商測搬家時環境超豪華:AWS RDS db.r6i.4xlarge,用16 vCPU + 128GB RAM!底下有250GB資料+5億筆撒40張table。日常流量80%讀20%寫高頻交易;同時三千人在線秒結帳也不卡!是真的。

再說金融業拼高頻他們玩得瘋狂呀:實機配置32核心CPU配256GB RAM再拉NVMe SSD,環境爆強沒在怕資料量大。官方設法就是重硬體—管你RDS還bare metal,只要新版本+資安加持,複寫穩又快,每次部署彈性調參,好用爆表啊!!

開啟 AVX-512 與 SIMD 加速 JSON 處理表現

利用 B-tree 多值搜尋優化查詢速度

先簡單列一下,現在他們有2TB容量的資料庫,裡面大概20億列資料,就是那種很經典的時間序列型數據。插入速率也挺驚人,每秒寫入5萬筆吧,有時候還得處理一些極複雜的彙總查詢,說真的,這種等級其實蠻硬的。

後面換成分析醫療領域的資料了,規範相當嚴苛。整套系統架在Google Cloud SQL上,主機配8 vCPU、64GB RAM這組合。順帶一提,那台機器同時在跑180GB、要HIPAA合規的資料庫,全程啟動Row Level Security(RLS),每次都要顧到高難度安全要求,加上一堆進階查詢需求,有時候壓力真不是普通的大。

如果你問正式實作前會怎麼設計遷移,大致上分幾步啦。像SQL腳本就必須提前跑測試,例如查現在所有表格的重要統計值(包含schemaname、tablename跟total_size用pg_size_pretty轉格式)、活躍數n_live_tup及dead tuple n_dead_tup、最新清理紀錄等,都直接利用pg_stat_user_tables蒐集,再把前20名依大小排序出來。直接鎖定問題點才能快速處理。

還有怕遺漏什麼舊功能嗎?沒辦法,一定要全盤檢查Deprecated特性的蹤跡。不只是function名字藏deprecated關鍵字,甚至連內容有用到這類語詞都不能忽視,就靠pg_proc聯pg_namespace一起搜尋,有異常就立刻抓出來修正吧。

然後搬遷Checklist這東西千萬別省。第一條就是備份能不能完整復原,一定要直接在PostgreSQL 17實體機親自試過;再來所有Extension要逐個檢驗,看是不是支持PG17,不行就別亂丟上去;最後記得全套Application功能也要帶過去做一次Full integration test,中間只要哪一環搞砸,你應該知道後果可能很麻煩喔。

設定 SSLnegotiation 提升連線安全與防降級攻擊

嗯,說要準備 PostgreSQL 17 升級,有三件小事不能隨便。先、呃,就是 performance baseline - 最好一開始把現在效能數據存一份下來啦,不然回頭比較就很難對嘛。接著啊,你那個安全檢查也別漏掉,像帳號登入機制、有無加密之類的設定,都建議掃一遍,沒弄好後面也麻煩。再一點是監控部分,比如 pg_stat_statements 跟 log 記錄功能,要先布置起來,發生怪問題才抓得住,大概就這樣吧。

搬到新版本後,才進入調教流程喔。有 ANALYZE VERBOSE 能直接刷新 query planner 的統計資料欸,用一下。不用特別找方法了,再用 REINDEX DATABASE production CONCURRENTLY 這指令,新版 PG17 支援,它速度應該更快也安全多了。不然,那個 autovacuum 有新建議,像 autovacuum_max_workers 就設 6、人家都說還可以順便把 autovacuum_vacuum_cost_limit 提到 3000,比較撐,大概吧 - 寫到 ALTER SYSTEM 那行裡面完成配置喔。

另外監控算簡單,只要把 shared_preload_libraries 弄進 ALTER SYSTEM SET 過程裡,加上 pg_stat_statements 跟設定 track=all,就能記錄 max 10000 條 SQL;不用 restart postgres,把 SELECT pg_reload_conf(); 執行一下就生效啦。

說到資安部分清單齁,開場最好還是老派點,設 scram-sha-256 密碼加密最穩妥;怕爆連接量,你可直接砍 max_connections 為 200,上限固定容易看。有些習慣很好,就是 log_statement 收斂成 ddl、log_duration 開啟,以及 log_min_duration_statement =1000,就是超過1秒全寫入紀錄文件,不難啦。

如果想再防風險點,把 ssl_min_protocol_version 硬壓在 'TLSv1.3' ,ssl_prefer_server_ciphers 要打開;大部人容易忘掉連線逾時,其實像 authentication_timeout=30s 和 idle_in_transaction_session_timeout=5min,就給它照抄也沒什麼難度。另外,如果追求最底層保護,用 initdb --data-checksums 啟用資料檢查碼機制,有空間就加分啦。

超級使用者自己建立新的 admin_user 賬號更保險,不會意外全開權限 - SUPERUSER 權先留、但建資料庫及角色權都不放,一樣 max_connections 設為5 個備著足夠。如果有分組很多 app_user 的場景,也強烈建議禁止 PUBLIC 全域預設授權,再手動只給 CONNECT 給真正 app_users 群組,多一道保護吧。

其實那種監控跟即時告警,看需求啊。你有空閒就新增 system_health 檢視表,一眼看到活躍連線數、大量等待查詢情形、XID 最大值或同步複製還有剩餘空間多少,包括是否當備援之類通通自訂都能顯示出來。另有心,可以多搞一支 check_failed_auth_attempts() 函數來過濾頻繁登入失敗的 IP,只要有哪台IP失敗達10次以上直接抓出來,有需求再手動跑一下分析囉。

總結唄?性能和資訊安全以往經常就是卡這邊顧不了那頭,但 PostgreSQL 17 很直觀雙升級咧,比如 vacuum 就縮二十倍 RAM 、匯入資料大約兩倍速度,更離譜是 JSON 用法可快至四倍。所以真的裝完,很難沒明顯提速感受…嗯,大致如此吧。

設定 SSLnegotiation 提升連線安全與防降級攻擊

實現 RLS 安全與效能兼備的授權控管

哇!你們有沒有發現,這次安全功能真的變超多啊,什麼TLS協商優化、還有RLS那種複雜東西開銷減少,整個就是不用再怕效能掉隊啦~現在如果組織想合規也沒以前那麼麻煩,效能跟安全性可以雙贏欸!而且講真的,不只字面上看起來厲害而已喔,實際體感也是爽!還有那個監控功能又升級了對吧?流程簡化得更扯,現在複寫不用像以前搞半天,感覺一切都很省事(終於有人聽用戶心聲啊)!

然後你知道嗎,其實PostgreSQL 17在業界話題超高的說~很多專家在社群都有在聊;不是我亂說,專業圈真的很愛這一版!

嗯,其實如果真要說升級的流程啦,他們建議基本步驟就是:先全套測試一下、把計劃列清楚、然後按部就班慢慢升級,不要心急 - 其實搞定之後好處會很多喔。對了欸,那些從PostgreSQL 16跳17的公司回饋,有時工作負載不同居然可以提升到30%~90%效能耶!安全等級也直接UP上去,所以考慮要不要升級的人可以稍微放心點!

採取正確遷移步驟,落實 PostgreSQL 17 性能最大化

欸,我覺得這種「要不要升級到PostgreSQL 17」的問題根本不是重點啦。其實,真的比較在乎的是你們什麼時候才可以整個把資料庫搞好、順利搬家,時間才關鍵喔。對了,你可能沒想到,新版PG17在做vacuum的時候,那記憶體用量居然降到只剩原本6%,這數字爆炸低耶,而且處理速度還瞬間加快三倍,有點神吧?

那還有一個必須補充,就是現在如果團隊很多人同時寫入資料,寫入效能直接翻倍欸~我也有點嚇到!咳,那講一下安全性的部分好了,新增加的新機制其實還滿有感,不過完全沒什麼拖慢系統喔,安全跟效率兩邊都兼顧到了。

想一想,其實升上去之後花太久的等待倒不用煩惱,很快就能看到基礎設施開銷下降、整體回報直接浮現啊。然後測試結果來看,各種工作負載下部署之後,都會有大約35~90%的性能提升,所以不管你老專案、新服務都很適合,認真說升級PG17絕對值得考慮吧!

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