Part1　基本編

第1章　PostgreSQL“超”入門

• 1.1　呼び方
• 1.2　データベースとしての分類
• 1.3　歴史
  • Column　メジャーバージョンとマイナーバージョン
• 1.4　ライセンス
• 1.5　コミュニティ

第2章　アーキテクチャの基本

• 2.1　プロセス構成
  • 2.1.1　マスタサーバプロセス
  • 2.1.2　ライタプロセス
  • 2.1.3　WALライタプロセス
  • 2.1.4　チェックポインタプロセス
  • 2.1.5　自動バキュームランチャと自動バキュームワーカプロセス
  • 2.1.6　統計情報コレクタプロセス
  • 2.1.7　バックエンドプロセス
  • 2.1.8　パラレルワーカプロセス
• 2.2　メモリ管理
  • 2.2.1　共有メモリ域
  • 2.2.2　プロセスメモリ
• 2.3　ファイル
  • 2.3.1　主なディレクトリ
  • 2.3.2　主なファイル

第3章　各種設定ファイルと基本設定

• 3.1　設定ファイルの種類
• 3.2　postgresql.confファイル
  • 3.2.1　設定項目の書式
  • 3.2.2　設定の参照と変更
  • 3.2.3　設定項目の反映タイミング
  • 3.2.4　設定ファイルの分割と統合
  • Column　コマンドラインパラメータによる設定
  • 3.2.5　ALTER SYSTEMコマンドによる変更
• 3.3　pg_hba.confファイル
  • 3.3.1　記述形式
  • 3.3.2　接続方式
  • Column　SSL接続
  • 3.3.3　接続データベース
  • Column　ログイン属性
  • 3.3.4　接続ユーザ
  • Column　特殊な名前のデータベースとユーザ
  • 3.3.5　接続元のIPアドレス
  • 3.3.6　認証方式
  • Column　pg_hba_file_rulesビュー
• 3.4　pg_ident.confファイル

第4章　処理／制御の基本

• 4.1　サーバプロセスの役割
  • 4.1.1　マスタサーバプロセス
  • 4.1.2　ライタ
  • 4.1.3　WALライタ
  • 4.1.4　チェックポインタ
  • 4.1.5　自動バキュームランチャと自動バキュームワーカ
  • 4.1.6　統計情報コレクタ
  • 4.1.7　バックエンドプロセス
  • Column　バックグラウンドワーカプロセス
• 4.2　クライアントとサーバの接続／通信
• 4.3　問い合わせの実行
  • 4.3.1　パーサ
  • 4.3.2　リライタ
  • 4.3.3　プランナ／オプティマイザ
  • 4.3.4　エグゼキュータ
  • 4.3.5　SQLの種別による動作
• 4.4　トランザクション
  • 4.4.1　トランザクションの特性
  • 4.4.2　トランザクションの制御
  • 4.4.3　トランザクションの分離レベル
  • Column　postgres_fdwのトランザクション分離レベル
• 4.5　ロック
  • Column　勧告的ロック
• 4.6　同時実行制御

Part2　設計／計画編

第5章　テーブル設計

• 5.1　データ型
  • 5.1.1　文字型
  • Column　内部的に使用される文字型
  • Column　char型に対する文字列操作の注意点
  • 5.1.2　数値データ型
  • 5.1.3　日付／時刻データ型
  • Column　アンチパターン：文字型で日時を管理する
  • 5.1.4　バイナリ列データ型
  • Column　JSON型とJSONB型
  • Column　型名のエイリアス
• 5.2　制約
  • 5.2.1　主キー
  • 5.2.2　一意性制約とNOT NULL制約
  • 5.2.3　外部キー制約
  • 5.2.4　検査制約
  • Column　検査制約の適用順序
  • Column　生成列
• 5.3　PostgreSQL固有のテーブル設計
  • 5.3.1　TOASTを意識したテーブル設計
  • Column　TOAST圧縮方式
  • 5.3.2　結合を意識したテーブル設計
  • Column　遺伝的問い合わせ最適化
• 5.4　ビューの活用
  • 5.4.1　ビュー
  • 5.4.2　マテリアライズドビュー
• 5.5　パーティションテーブルの活用
  • 5.5.1　パーティショニング概要
  • 5.5.2　宣言的パーティショニングでサポートされる分割方式
  • 5.5.3　パーティショニング利用要否の判断
  • 5.5.4　パーティションテーブルの設計方針

第6章　物理設計

• 6.1　各種ファイルのレイアウトとアクセス
  • 6.1.1　PostgreSQLのテーブルファイルの実体
  • 6.1.2　テーブルファイル
  • Column　テーブルアクセスメソッド
  • 6.1.3　インデックスファイル
  • 6.1.4　テーブルファイルに対するアクセス
• 6.2　WALファイルとアーカイブファイル
  • 6.2.1　WALファイル
  • Column　WALセグメントサイズ
  • 6.2.2　アーカイブファイル
• 6.3　HOTとFILLFACTOR
  • 6.3.1　HOT
  • 6.3.2　FILLFACTOR
  • Column　FILLFACTORの確認方法
• 6.4　データ配置のポイント
  • 6.4.1　base領域
  • 6.4.2　WAL領域
  • 6.4.3　アーカイブ領域
• 6.5　テーブル空間とテーブルパーティショニング
  • 6.5.1　テーブルパーティショニングとの組み合わせ
  • Column　別のテーブル空間へのデータベース・オブジェクトの一括移動
• 6.6　性能を踏まえたインデックス定義
  • 6.6.1　インデックスの概念
  • 6.6.2　更新に対するインデックスの影響
  • 6.6.3　複数列インデックス使用時の注意
  • 6.6.4　関数インデックスの利用
  • 6.6.5　部分インデックスの利用
  • Column　インデックスの種類
• 6.7　文字エンコーディングとロケール
  • 6.7.1　文字エンコーディング
  • 6.7.2　ロケール

第7章　ロール設計

• 7.1　データベースセキュリティ設計の概要
• 7.2　PostgreSQLにおけるロールの概念
  • 7.2.1　PUBLICロール
  • 7.2.2　定義済みロール（Predefined Roles）
  • Column　publicスキーマに対するセキュリティ強化（PostgreSQL 15）
• 7.3　ロールの設計方針
  • 7.3.1　PostgreSQLにおける職務分掌・最小権限の対応機能
  • 7.3.2　管理者ユーザと一般ユーザの分離の例
  • 7.3.3　設計が必要な要素
  • Column　監査のためのロールの分離
• 7.4　ロール設計のサンプル
  • Column　createuser/dropuserクライアントユーティリティ

第8章　バックアップ計画

• 8.1　最初に行うこと
• 8.2　PostgreSQLのバックアップ方式
  • 8.2.1　オフラインバックアップ
  • 8.2.2　オンラインバックアップ
• 8.3　主なリカバリ要件／バックアップ要件
  • 8.3.1　要件と方式の整理方法
• 8.4　各バックアップ方式の注意点
  • 8.4.1　コールドバックアップの注意点
  • 8.4.2　オンライン論理バックアップの注意点
  • 8.4.3　オンライン物理バックアップの注意点
  • 8.4.4　データ破損に対する注意事項
• 8.5　バックアップ／リカバリ計画の例
  • 8.5.1　バックアップの取得方法
  • 8.5.2　バックアップファイルの管理
  • Column　バックアップ世代管理機能について

第9章　監視計画

• 9.1　監視とは
• 9.2　監視項目の選定
  • 9.2.1　「サーバに問題が起きていないか」の監視
  • 9.2.2　「PostgreSQLに問題が起きていないか」の監視
• 9.3　サーバログの設定
  • 9.3.1　ログをどこに出力するか
  • 9.3.2　ログをいつ出力するか
  • 9.3.3　ログに何を出力するか
  • 9.3.4　ログをどのように保持するか
• 9.4　異常時の判断基準

第10章　サーバ設定

• 10.1　CPUの設定
  • 10.1.1　クライアント接続設定
  • 10.1.2　ロックの設定
• 10.2　メモリの設定
  • 10.2.1　OSのメモリ設定
  • 10.2.2　PostgreSQLのメモリ設定
  • 10.2.3　HugePage設定
• 10.3　ディスクの設定
  • 10.3.1　OSのディスク設定
  • 10.3.2　PostgreSQLのディスク設定

Part3　運用編

第11章　高可用化と負荷分散

• 11.1　サーバの役割と呼び名
• 11.2　ストリーミングレプリケーション
  • 11.2.1　ストリーミングレプリケーションの仕組み
  • Column　pg_resetwalコマンド
  • 11.2.2　可能なレプリケーション構成
  • 11.2.3　レプリケーションの状況確認
  • 11.2.4　レプリケーションの管理
  • 11.2.5　設定手順の整理
• 11.3　PostgreSQLで構成できる3つのスタンバイ
  • 11.3.1　それぞれのメリットとデメリット
  • 11.3.2　コールドスタンバイ
  • 11.3.3　ウォームスタンバイ
  • 11.3.4　ホットスタンバイ
• 11.4　ホットスタンバイ
  • 11.4.1　ホットスタンバイで実行可能なクエリ
  • 11.4.2　ホットスタンバイの弱点はコンフリクト
• 11.5　ストリーミングレプリケーションの運用
  • 11.5.1　フェイルオーバ時の処理
  • 11.5.2　プライマリ／スタンバイの監視
  • 11.5.3　プライマリ／スタンバイの再組み込み時の注意点
  • Column　pg_rewindによる巻き戻し
  • 11.5.4　コンフリクトの緩和策
  • Column　レプリケーションスロット

第12章　論理レプリケーション

• 12.1　論理レプリケーションの仕組み
  • 12.1.1　ロジカルデコーディングとバックグラウンドワーカ
  • 12.1.2　論理レプリケーションの制限事項
  • Column　長時間続くトランザクションのレプリケーション
• 12.2　パブリケーションとサブスクリプション
• 12.3　可能なレプリケーション構成
• 12.4　レプリケーションの状況確認
  • 12.4.1　サーバログの確認
  • 12.4.2　プロセスの確認
  • 12.4.3　レプリケーション遅延の確認
• 12.5　レプリケーションの管理
  • 12.5.1　レプリケーションスロットの対処
• 12.6　論理レプリケーション構成の構築例
  • 12.6.1　パブリッシャの設定
  • 12.6.2　サブスクライバの設定
  • 12.6.3　動作確認
• 12.7　論理レプリケーションの運用
  • 12.7.1　コンフリクトの対処

第13章　オンライン物理バックアップ

• 13.1　オンライン物理バックアップの仕組み
  • Column　pg_basebackupコマンドのメリット
  • 13.1.1　pg_start_backup関数の処理内容
  • Column　並行したバックアップ取得の制御
  • 13.1.2　pg_stop_backup関数の処理内容
  • 13.1.3　backup_labelとバックアップ履歴ファイルの内容
  • 13.1.4　WALのアーカイブの流れ
• 13.2　PITRの仕組み
  • 13.2.1　WALレコード適用までの流れ
  • 13.2.2　pg_controlファイル
  • 13.2.3　リカバリ設定
  • Column　タイムラインとリカバリ
• 13.3　バックアップ／リカバリの運用手順
  • 13.3.1　バックアップ手順
  • 13.3.2　リカバリ手順

第14章　死活監視と正常動作の監視

• 14.1　死活監視
  • 14.1.1　サーバの死活監視
  • 14.1.2　PostgreSQLの死活監視（プロセスの確認）
  • Column　プロセス確認の落とし穴
  • 14.1.3　PostgreSQLの死活監視（SQLの実行確認）
• 14.2　正常動作の監視
  • 14.2.1　サーバの正常動作の監視
  • 14.2.2　PostgreSQLの正常動作の監視

第15章　テーブルメンテナンス

• 15.1　なぜテーブルメンテナンスが必要か
• 15.2　バキュームの内部処理
  • 15.2.1　不要領域の再利用
  • Column　VACUUMのオプション
  • 15.2.2　トランザクションID（XID）周回問題の回避
• 15.3　自動バキュームによるメンテナンス
  • 15.3.1　自動バキュームの進捗状況の確認
• 15.4　VACUUM FULLによるメンテナンス
  • 15.4.1　VACUUMが機能しないケース（例）
  • 15.4.2　VACUUM FULL実行時の注意点
  • 15.4.3　VACUUM FULLの進捗状況の確認
• 15.5　テーブル統計情報の更新
  • 15.5.1　自動バキュームによるテーブル統計情報の更新
  • 15.5.2　テーブル統計情報の個別設定

第16章　インデックスメンテナンス

• 16.1　インデックスメンテナンスが必要な状況
  • 16.1.1　インデックスファイルの肥大化
  • 16.1.2　インデックスファイルの断片化
  • 16.1.3　クラスタ性の欠落
• 16.2　【予防策】インデックスファイルの肥大化
• 16.3　【改善策】インデックスファイルの断片化
• 16.4　【改善策】クラスタ性の欠落
  • 16.4.1　CLUSTER実行時の基準となるインデックス
  • 16.4.2　CLUSTER実行時の注意点
  • Column　CREATE INDEXやCLUSTERコマンドの進捗確認
• 16.5　インデックスオンリースキャンの利用
  • 16.5.1　インデックスオンリースキャンの利用上の注意
  • Column　カバリングインデックスの利用

Part4　チューニング編

第17章　実行計画の取得／解析

• 17.1　最適な実行計画が選ばれない
  • 17.1.1　PostgreSQLが原因となる場合
  • 17.1.2　PostgreSQL以外が原因となる場合
• 17.2　実行計画の取得方法
  • 17.2.1　EXPLAINコマンド
  • 17.2.2　ANALYZEコマンド
  • 17.2.3　統計情報取得のためのパラメータ設定
  • Column　システムカタログ「pg_statistic」とシステムビュー「pg_stats」
  • 17.2.4　実行計画を自動収集する拡張モジュール「auto_explain」
  • 17.2.5　拡張統計情報（CREATE STATISTICS）
• 17.3　実行計画の構造
  • Column　JITコンパイル（Just-In-Time Compilation）
  • 17.3.1　スキャン系ノード
  • 17.3.2　複数のデータを結合するノード
  • 17.3.3　データを加工するノード
  • 17.3.4　そのほかのノード
• 17.4　パラレルクエリ
  • 17.4.1　パラレルクエリとは
  • 17.4.2　パラレルクエリのチューニング
  • 17.4.3　集約関数・集約処理の使用
• 17.5　実行計画の見方
  • 17.5.1　処理コストの見積もり
  • 17.5.2　処理コスト見積もりのパラメータ
• 17.6　処理コスト見積もりの例
  • 17.6.1　シンプルなシーケンシャルスキャンの場合
  • 17.6.2　条件付きシーケンシャルスキャンの場合
  • 17.6.3　ソート処理の場合
  • 17.6.4　インデックススキャンの場合
  • 17.6.5　見積もりと実行結果の差

第18章　パフォーマンスチューニング

• 18.1　事象分析
  • 18.1.1　PostgreSQLログの取得
  • 18.1.2　テーブル統計情報の取得
  • 18.1.3　クエリ統計情報の取得
  • 18.1.4　システムリソース情報の取得
• 18.2　事象分析の流れ
• 18.3　スケールアップ
  • 18.3.1　【事例1】SSDへの置き換えが有効なケース
  • 18.3.2　【事例2】メモリ容量の拡張が有効なケース
• 18.4　パラメータチューニング
  • 18.4.1　【事例3】work_memのチューニング
  • 18.4.2　【事例4】チェックポイント間隔のチューニング
  • 18.4.3　【事例5】統計情報のチューニング
  • 18.4.4　【事例6】パラレルスキャン
• 18.5　クエリチューニング
  • 18.5.1　【事例7】ユーザ定義関数のチューニング
  • 18.5.2　【事例8】インデックスの追加
  • 18.5.3　【事例9】カバリングインデックスの利用
  • 18.5.4　【事例10】プリペアド文による実行計画再利用の設定
  • 18.5.5　【事例11】テーブルデータのクラスタ化

Appendix　PostgreSQLのバージョンアップ

• A.1　PostgreSQLのバージョンアップポリシー
• A.2　バージョンアップの種類
  • A.2.1　マイナーバージョンアップ
  • A.2.2　メジャーバージョンアップ
• A.3　マイナーバージョンアップの手順
• A.4　ローリングアップデート
• A.5　メジャーバージョンアップの手順
  • A.5.1　ダンプ／リストアによるデータ移行方式
  • A.5.2　pg_upgradeコマンドによるデータ移行方式
  • A.5.3　論理レプリケーションによるデータ移行方式
  • A.5.4　拡張機能を使った場合の注意点