Po­s­t­gre­S­QL: el gestor de bases de datos a fondo

Si, además de datos al­fa­nu­mé­ri­cos (letras, cifras, ca­ra­c­te­res es­pe­cia­les) también se procesan tipos de datos complejos o contenido mu­l­ti­me­dia, los gestores de bases de datos re­la­cio­na­les alcanzan sus límites pronto. Las bases de datos objeto-re­la­cio­na­les, en cambio, así como todos los gestores que amplían el modelo tra­di­cio­nal con pa­ra­di­g­mas orie­n­ta­dos a objetos, tienen la respuesta justa a esta pro­ble­má­ti­ca: el llamado mapeo objeto-re­la­cio­nal (object-re­la­tio­nal mapping) permite a estas BD guardar objetos también en sistemas re­la­cio­na­les uti­li­za­n­do apli­ca­cio­nes escritas en lenguajes de pro­gra­ma­ción orie­n­ta­dos a objetos. Una de las so­lu­cio­nes más veteranas en este campo y también de las más populares es la BD de código abierto Po­s­t­gre­S­QL, también conocida como Postgres.

Po­s­t­gre­S­QL carga a sus espaldas con más de 30 años de de­sa­rro­llo. Este gestor de bases de datos objeto-re­la­cio­na­les (ORDBMS) tiene su origen en el proyecto POSTGRES de la Uni­ve­r­si­dad de Ca­li­fo­r­nia en Berkeley, iniciado en 1986 bajo la dirección de Michael Sto­ne­bra­ker y que obtuvo fi­na­n­cia­ción de la Agencia de Proyectos de In­ve­s­ti­ga­ción Avanzados de Defensa (DARPA) y de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF), entre otros entes no­r­te­ame­ri­ca­nos. En 1994 los es­tu­dia­n­tes Andrew Yu y Jolly Chen ampliaron el código básico con un in­té­r­pre­te para SQL, pu­bli­cá­n­do­se esta nueva versión, de un 30 % a un 50 % más rápida, con el nombre de Postgres95 y como solución open source (con una licencia propia similar a BSD y MIT). Dos años más tarde, la apli­ca­ción para bases de datos obtiene con la versión 6.0 su nombre actual, Po­s­t­gre­S­QL.

El proyecto POSTGRES desempeñó una valiosa labor pionera y elaboró un gran número de conceptos que solo en­co­n­tra­ron apli­ca­ción mucho más tarde en otros sistemas de base de datos, sobre todo co­me­r­cia­les. Y es que Po­s­t­gre­S­QL no solo se distingue como una base de datos co­m­pa­ti­ble con SQL, sino también por estos rasgos:

• Po­si­bi­li­dad de realizar consultas complejas;
• Clave foránea para conectar datos de dos tablas;
• Di­s­pa­ra­do­res (trigger) que se inician de forma au­to­má­ti­ca a partir de una entrada y la co­m­prue­ban, la confirman o la eliminan o emplean datos de re­fe­re­n­cia;
• Vistas ac­tua­li­za­bles;
• Concepto muy amplio de tra­n­sac­ción;
• Control de co­n­cu­rre­n­cia mediante versiones múltiples (Mu­l­ti­ve­r­sion Co­n­cu­rre­n­cy Control, MVCC) para que el acceso si­mu­l­tá­neo a la BD se ejecute de forma eficiente.

Por último, la licencia libre permite a los usuarios modificar y ampliar PosgreSQL con gran libertad para, de este modo, añadir tipos nuevos de datos, funciones, ope­ra­do­res, métodos de in­di­za­ción o lenguajes pro­ce­du­ra­les (lenguajes de pro­gra­ma­ción para escribir funciones y di­s­pa­ra­do­res).

La fle­xi­bi­li­dad de Po­s­t­gre­S­QL no solo se pone de relieve en el terreno de la fu­n­cio­na­li­dad y la capacidad para ampliarse y ajustarse, sino también en la in­s­ta­la­ción del software y el hardware. De hecho, Postgres está integrado en la mayoría de di­s­tri­bu­cio­nes UNIX/Linux y Apple lo incluye desde Mac OS X Lion (10.7) como la base de datos por defecto. La única condición es tener instalada una versión actual de gmake (3.80 o superior) –ya está incluida en los archivos binarios listos para descargar. Y con los paquetes de in­s­ta­la­ción pe­r­ti­ne­n­tes, también los sistemas ope­ra­ti­vos Windows son una opción. La potencia y el espacio ne­ce­sa­rios dependen úni­ca­me­n­te del tamaño del sistema de base de datos que se quiere instalar (nuestro software open source, por ejemplo, requiere solo unos escasos 20 MB).

Como en la práctica es más probable verse limitado por la memoria di­s­po­ni­ble en el equipo que por el propio Po­s­t­gre­S­QL, mostramos a co­n­ti­nua­ción los datos más im­po­r­ta­n­tes sobre la base de datos objeto-re­la­cio­nal:

Postgres se basa en el clásico modelo cliente-servidor: el co­m­po­ne­n­te central que hace de servidor, con el nombre de “po­s­t­ma­s­ter”, ad­mi­ni­s­tra todos los archivos de la BD, así como todas las co­ne­xio­nes que se es­ta­ble­cen con el servidor de la BD para las funciones de co­mu­ni­ca­ción (input/output). Para es­ta­ble­cer estas co­ne­xio­nes solo se necesita un programa-cliente, si bien el paquete de software de Po­s­t­gre­S­QL ya integra de forma nativa el cliente psql para operarlo desde la terminal de líneas de comando. También podría optarse por una apli­ca­ción con interfaz gráfica de usuario como pgAdmin o ph­p­P­gA­d­min, fáciles de instalar y manejar. En las páginas web in­ter­ac­ti­vas es el servidor web el que se encarga de hacer de cliente.

Como sistema de gestión de bases de datos acre­di­ta­do y ex­tre­ma­da­me­n­te flexible, Postgres se utiliza en numerosos sectores y es­ce­na­rios di­fe­re­n­tes, eri­gié­n­do­se como una base in­me­jo­ra­ble para operar con seguridad las más diversas apli­ca­cio­nes. Por ejemplo, gracias a su concepto de tra­n­sac­ción integrado y su co­m­pa­ti­bi­li­dad con MVCC (Mu­l­ti­ve­r­sion co­n­cu­rre­n­cy control), el proyecto co­n­s­ti­tu­ye una solución perfecta para el software de banca online. También los programas de análisis como Matlab o R armonizan con la base de datos, lo que hace que suelan uti­li­zar­se co­m­bi­na­dos. Co­m­ple­me­n­ta­do con la extensión PostGIS, que provee cientos de funciones para trabajar con datos geo­grá­fi­cos, Postgres también saca buena nota en el trabajo con datos es­pa­cia­les y geo­grá­fi­cos.

Po­s­t­gre­S­QL también es popular como solución para proyectos web, fu­n­cio­na­n­do con varios fra­me­wo­r­ks modernos como Django, Node.js o Ruby on Rails y so­po­r­ta­n­do los lenguajes clásicos de pro­gra­ma­ción, como PHP. Al soportar la re­pli­ca­ción síncrona y asíncrona, los datos pueden di­s­tri­bui­r­se fá­ci­l­me­n­te en varios se­r­vi­do­res con el fin de ga­ra­n­ti­zar una elevada seguridad ante caídas y un tiempo de acceso mínimo a los datos im­po­r­ta­n­tes.

Todo aquel que quiera utilizar Postgres para su proyecto puede instalar el gestor de bases de datos en unos pocos pasos sin tener que adquirir una licencia. En el portal de descargas de la página de Po­s­t­gre­S­QL se facilitan los archivos binarios ne­ce­sa­rios así como los enlaces a los re­po­si­to­rios de los paquetes fuente para BSD, Linux, macOS, Solaris y Windows, que pueden in­s­ta­lar­se y uti­li­zar­se sin coste. No es necesario disponer de derechos raíz: para la ejecución es su­fi­cie­n­te con tener simples derechos de ad­mi­ni­s­tra­dor.

En los si­guie­n­tes apartados mostramos cómo se lleva a cabo la in­s­ta­la­ción de Po­s­t­gre­S­QL en Linux (Ubuntu 17.10) y Windows.

El re­po­si­to­rio apt de Postgres soporta ofi­cia­l­me­n­te las versiones LTS de Ubuntu (desde la 14.04) y otras como Ubuntu 17.04. Los paquetes fuente aco­s­tu­m­bran a funcionar también en otras versiones, pero el equipo de Po­s­t­gre­S­QL re­co­mie­n­da utilizar una versión de TLS lo más actual posible para que a largo plazo se apro­ve­chen mejor las ventajas del programa. Como en Ubuntu los paquetes ya están incluidos en el re­po­si­to­rio estándar, con el gestor de paquetes apt pueden in­s­ta­lar­se sin problemas:

Este es el comando con el que se instala Po­s­t­gre­S­QL y se crea au­to­má­ti­ca­me­n­te un usuario Linux con el nombre de “postgres” que permitirá acceder a la base de datos y que por seguridad solo debería uti­li­zar­se para esto. También se re­co­mie­n­da proteger este perfil con una co­n­tra­se­ña, puesto que por defecto no hay ninguna. Para ello solo tienes que in­tro­du­cir el siguiente comando y la co­n­tra­se­ña elegida dos veces:

Junto al usuario Linux “postgres”, también existe un usuario homónimo de la BD que será necesario para su ad­mi­ni­s­tra­ción y que también debería pro­te­ge­r­se con una co­n­tra­se­ña segura. Para hacerlo, se escribe el siguiente comando (“co­n­tra­se­ña nueva” sustituye a la co­n­tra­se­ña que has elegido):

Para comprobar que la in­s­ta­la­ción se ejecutó co­rre­c­ta­me­n­te, puedes crear una base de datos de prueba (testdb) con la cuenta “postgres” y ad­mi­ni­s­trar­la con el cliente-terminal psql:

Tras teclear la co­n­tra­se­ña para la cuenta admin “postgres”, el cliente inicia la conexión.