PostgreSQL Antipatterns: खरायो प्वाल कति गहिरो छ? पदानुक्रम मार्फत जाऔं

जटिल ERP प्रणालीहरूमा धेरै संस्थाहरूको एक श्रेणीबद्ध प्रकृति छजब समरूप वस्तुहरू लाइनमा हुन्छन् पुर्खा-वंशज सम्बन्ध को रूख - यो उद्यमको संगठनात्मक संरचना हो (यी सबै शाखाहरू, विभागहरू र कार्य समूहहरू), र सामानहरूको सूची, र कामका क्षेत्रहरू, र बिक्री बिन्दुहरूको भूगोल, ...

वास्तवमा, त्यहाँ कुनै पनि छैन व्यापार स्वचालन क्षेत्रहरू, जहाँ परिणामको रूपमा कुनै पदानुक्रम हुनेछैन। तर यदि तपाइँ "व्यवसायको लागि" काम गर्नुहुन्न भने पनि, तपाइँ अझै पनि पदानुक्रमिक सम्बन्धहरू सजिलैसँग सामना गर्न सक्नुहुन्छ। यो ट्राइट हो, तपाईको पारिवारिक रूख वा किनमेल केन्द्रमा परिसरको भुइँ योजना पनि एउटै संरचना हो।

DBMS मा यस्तो रूख भण्डारण गर्न धेरै तरिकाहरू छन्, तर आज हामी केवल एक विकल्पमा ध्यान केन्द्रित गर्नेछौं:

CREATE TABLE hier(
  id
    integer
      PRIMARY KEY
, pid
    integer
      REFERENCES hier
, data
    json
);

CREATE INDEX ON hier(pid); -- не забываем, что FK не подразумевает автосоздание индекса, в отличие от PK

र जब तपाईं पदानुक्रमको गहिराइमा हेरिरहनुभएको छ, यस्तो संरचनासँग काम गर्ने तपाईंको "भोली" तरिकाहरू कसरी [मा] प्रभावकारी हुनेछ भनेर धैर्यपूर्वक पर्खिरहेको छ।

आउनुहोस्, उत्पन्न हुने सामान्य समस्याहरू, SQL मा तिनीहरूको कार्यान्वयन, र तिनीहरूको कार्यसम्पादन सुधार गर्ने प्रयास गरौं।

#१। खरायो प्वाल कति गहिरो छ?

हामी, निश्चितताका लागि, यो ढाँचाले संगठनको संरचनामा विभागहरूको अधीनस्थतालाई प्रतिबिम्बित गर्नेछ भनेर स्वीकार गरौं: विभागहरू, विभाजनहरू, क्षेत्रहरू, शाखाहरू, कार्य समूहहरू ... - तपाईंले तिनीहरूलाई जे भन्नुहुन्छ।

पहिले, 10K तत्वहरूको हाम्रो 'ट्री' उत्पन्न गरौं

INSERT INTO hier
WITH RECURSIVE T AS (
  SELECT
    1::integer id
  , '{1}'::integer[] pids
UNION ALL
  SELECT
    id + 1
  , pids[1:(random() * array_length(pids, 1))::integer] || (id + 1)
  FROM
    T
  WHERE
    id < 10000
)
SELECT
  pids[array_length(pids, 1)] id
, pids[array_length(pids, 1) - 1] pid
FROM
  T;

सबै भन्दा साधारण कार्यको साथ सुरु गरौं - एक विशेष क्षेत्र भित्र काम गर्ने सबै कर्मचारीहरू फेला पार्नुहोस्, वा पदानुक्रमको सर्तमा - नोडका सबै बच्चाहरू फेला पार्नुहोस्। यो वंशज को "गहिराई" प्राप्त गर्न को लागी राम्रो हुनेछ ... यो सबै आवश्यक हुन सक्छ, उदाहरण को लागी, केहि प्रकार को निर्माण गर्न को लागी। यी कर्मचारीहरूको आईडीहरूको सूचीमा आधारित जटिल चयन.

यी वंशजहरूको एक दुई तह मात्रै भएमा र संख्या एक दर्जन भित्र भएमा सबै कुरा ठीक हुन्छ, तर 5 भन्दा बढी तहहरू छन् र दर्जनौं सन्तानहरू छन् भने समस्या हुन सक्छ। हेरौं कसरी परम्परागत डाउन-द-ट्री खोज विकल्पहरू लेखिएका छन् (र काम)। तर पहिले, कुन नोडहरू हाम्रो अनुसन्धानको लागि सबैभन्दा रोचक हुनेछ भनेर निर्धारण गरौं।

सबैभन्दा धेरै "गहिरो" उपरूखहरू:

WITH RECURSIVE T AS (
  SELECT
    id
  , pid
  , ARRAY[id] path
  FROM
    hier
  WHERE
    pid IS NULL
UNION ALL
  SELECT
    hier.id
  , hier.pid
  , T.path || hier.id
  FROM
    T
  JOIN
    hier
      ON hier.pid = T.id
)
TABLE T ORDER BY array_length(path, 1) DESC;

 id  | pid  | path
---------------------------------------------
7624 | 7623 | {7615,7620,7621,7622,7623,7624}
4995 | 4994 | {4983,4985,4988,4993,4994,4995}
4991 | 4990 | {4983,4985,4988,4989,4990,4991}
...

सबैभन्दा धेरै "चौडा" उपरूखहरू:

...
SELECT
  path[1] id
, count(*)
FROM
  T
GROUP BY
  1
ORDER BY
  2 DESC;

id   | count
------------
5300 |   30
 450 |   28
1239 |   27
1573 |   25

यी प्रश्नहरूको लागि हामीले सामान्य प्रयोग गर्यौं पुनरावर्ती जोड्नुहोस्:


जाहिर छ, यो अनुरोध मोडेल संग पुनरावृत्तिको संख्या सन्तानहरूको कुल संख्यासँग मेल खान्छ (र तिनीहरूमध्ये धेरै दर्जनहरू छन्), र यसले धेरै महत्त्वपूर्ण स्रोतहरू लिन सक्छ, र परिणामको रूपमा, समय।

"सबैभन्दा चौडा" सबट्रीमा जाँच गरौं:

WITH RECURSIVE T AS (
  SELECT
    id
  FROM
    hier
  WHERE
    id = 5300
UNION ALL
  SELECT
    hier.id
  FROM
    T
  JOIN
    hier
      ON hier.pid = T.id
)
TABLE T;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

अपेक्षित रूपमा, हामीले सबै 30 रेकर्डहरू भेट्टायौं। तर तिनीहरूले यसमा कुल समयको 60% खर्च गरे - किनभने तिनीहरूले सूचकांकमा 30 खोजहरू पनि गरे। यो कम गर्न सम्भव छ?

अनुक्रमणिका द्वारा बल्क प्रूफरीडिंग

के हामीले प्रत्येक नोडको लागि छुट्टै अनुक्रमणिका क्वेरी बनाउन आवश्यक छ? यो बाहिर जान्छ कि होइन - हामी सूचकांकबाट पढ्न सक्छौं एउटै कलमा धेरै कुञ्जीहरू प्रयोग गर्दै सहयोगको साथ = ANY(array).

र पहिचानकर्ताहरूको प्रत्येक समूहमा हामीले अघिल्लो चरणमा फेला परेका सबै आईडीहरू "नोडहरू" द्वारा लिन सक्छौं। त्यो हो, प्रत्येक अर्को चरणमा हामी गर्नेछौं एकैचोटि निश्चित स्तरका सबै सन्तानहरू खोज्नुहोस्.

मात्र, यहाँ समस्या छ, पुनरावर्ती चयनमा, तपाईंले नेस्टेड क्वेरीमा पहुँच गर्न सक्नुहुन्न, तर हामीले कुनै न कुनै रूपमा अघिल्लो स्तरमा फेला परेको मात्र चयन गर्न आवश्यक छ... यो बाहिर जान्छ कि सम्पूर्ण चयनको लागि नेस्टेड क्वेरी बनाउन असम्भव छ, तर यसको विशिष्ट क्षेत्रको लागि यो सम्भव छ। र यो क्षेत्र पनि एक array हुन सक्छ - जुन हामीले प्रयोग गर्न आवश्यक छ ANY.

यो अलि पागल सुनिन्छ, तर रेखाचित्रमा सबै कुरा सरल छ।

WITH RECURSIVE T AS (
  SELECT
    ARRAY[id] id$
  FROM
    hier
  WHERE
    id = 5300
UNION ALL
  SELECT
    ARRAY(
      SELECT
        id
      FROM
        hier
      WHERE
        pid = ANY(T.id$)
    ) id$
  FROM
    T
  WHERE
    coalesce(id$, '{}') <> '{}' -- условие выхода из цикла - пустой массив
)
SELECT
  unnest(id$) id
FROM
  T;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

र यहाँ सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा पनि छैन समयमा 1.5 पटक जित्नुहोस्, र हामीले कम बफरहरू घटाएका छौं, किनकि हामीसँग 5 को सट्टामा केवल 30 कलहरू छन्!

एक अतिरिक्त बोनस तथ्य हो कि अन्तिम अनस्ट पछि, पहिचानकर्ताहरू "स्तरहरू" द्वारा क्रमबद्ध रहनेछन्।

नोड चिन्ह

प्रदर्शन सुधार गर्न मद्दत गर्ने अर्को विचार - हो "पात" ले बच्चा जन्माउन सक्दैन, अर्थात्, तिनीहरूका लागि त्यहाँ "तल" हेर्न आवश्यक छैन। हाम्रो कार्यको ढाँचामा, यसको मतलब यदि हामीले विभागहरूको श्रृङ्खला पछ्यायौं र कर्मचारीमा पुग्यौं भने, यस शाखाको साथ अगाडि हेर्नु पर्दैन।

हाम्रो तालिकामा प्रवेश गरौं अतिरिक्त boolean- क्षेत्र, जसले हामीलाई तुरुन्तै बताउनेछ कि हाम्रो रूखमा यो विशेष प्रविष्टि एक "नोड" हो - त्यो हो, यो कुनै पनि सन्तान हुन सक्छ।

ALTER TABLE hier
  ADD COLUMN branch boolean;

UPDATE
  hier T
SET
  branch = TRUE
WHERE
  EXISTS(
    SELECT
      NULL
    FROM
      hier
    WHERE
      pid = T.id
    LIMIT 1
);
-- Запрос успешно выполнен: 3033 строк изменено за 42 мс.

महान! यो बाहिर जान्छ कि सबै रूख तत्वहरु को 30% भन्दा थोरै मात्र सन्तान छ।

अब थोरै फरक मेकानिक प्रयोग गरौं - पुनरावर्ती भाग मार्फत जडानहरू LATERAL, जसले हामीलाई पुनरावृत्ति "तालिका" को क्षेत्रहरूमा तुरुन्तै पहुँच गर्न अनुमति दिन्छ, र कुञ्जीहरूको सेट घटाउनको लागि नोडमा आधारित फिल्टरिङ अवस्थाको साथ एक समग्र प्रकार्य प्रयोग गर्नुहोस्:

WITH RECURSIVE T AS (
  SELECT
    array_agg(id) id$
  , array_agg(id) FILTER(WHERE branch) ns$
  FROM
    hier
  WHERE
    id = 5300
UNION ALL
  SELECT
    X.*
  FROM
    T
  JOIN LATERAL (
    SELECT
      array_agg(id) id$
    , array_agg(id) FILTER(WHERE branch) ns$
    FROM
      hier
    WHERE
      pid = ANY(T.ns$)
  ) X
    ON coalesce(T.ns$, '{}') <> '{}'
)
SELECT
  unnest(id$) id
FROM
  T;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

हामीले एक थप अनुक्रमणिका कल घटाउन सक्षम भयौं र भोल्युममा 2 पटक भन्दा बढी जित्यो प्रूफरीड।

#२। जराहरूमा फर्कौं

यो एल्गोरिथ्म उपयोगी हुनेछ यदि तपाइँ सबै तत्वहरूको लागि "रुखको माथि" को लागि रेकर्डहरू सङ्कलन गर्न आवश्यक छ, जबकि कुन स्रोत पाना (र कुन सूचकहरूसँग) नमूनामा समावेश गर्नको लागि जानकारी राख्दै - उदाहरणका लागि, सारांश रिपोर्ट उत्पन्न गर्न। नोड्स मा एकत्रीकरण संग।

निम्न कुराहरूलाई मात्र प्रमाण-अवधारणाको रूपमा लिनु पर्छ, किनकि अनुरोध धेरै बोझिलो हुन्छ। तर यदि यो तपाइँको डाटाबेस हावी छ भने, तपाइँ समान प्रविधिहरू प्रयोग गर्ने बारे सोच्नु पर्छ।

केही सरल कथनहरूबाट सुरु गरौं:

• डाटाबेसबाट एउटै रेकर्ड यो एक पटक मात्र पढ्न राम्रो छ.
• डाटाबेसबाट रेकर्डहरू ब्याचहरूमा पढ्न यो अधिक कुशल छएक्लै भन्दा।

अब हामीलाई चाहिने अनुरोध निर्माण गर्ने प्रयास गरौं।

1 कदम

स्पष्ट रूपमा, पुनरावृत्ति प्रारम्भ गर्दा (यस बिना हामी कहाँ हुनेछौं!) हामीले प्रारम्भिक पहिचानकर्ताहरूको सेटको आधारमा पातहरूको रेकर्ड घटाउनुपर्नेछ:

WITH RECURSIVE tree AS (
  SELECT
    rec -- это цельная запись таблицы
  , id::text chld -- это "набор" приведших сюда исходных листьев
  FROM
    hier rec
  WHERE
    id = ANY('{1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096,8192}'::integer[])
UNION ALL
  ...

यदि यो कसैलाई अनौठो लाग्थ्यो कि "सेट" स्ट्रिङको रूपमा भण्डारण गरिएको छ र एरे होइन, त्यसपछि त्यहाँ यसको लागि एक सरल व्याख्या छ। त्यहाँ स्ट्रिङका लागि निर्मित एकीकृत "gluing" प्रकार्य छ string_agg, तर arrays को लागी होइन। यद्यपि उनी आफ्नै मा लागू गर्न सजिलो.

2 कदम

अब हामीले सेक्सन आईडीहरूको सेट पाउनेछौं जुन थप पढ्न आवश्यक हुनेछ। लगभग सधैं तिनीहरू मूल सेट को विभिन्न रेकर्ड मा नक्कल हुनेछ - त्यसैले हामी हुनेछ तिनीहरूलाई समूह, स्रोत पातहरूको बारेमा जानकारी सुरक्षित गर्दा।

तर यहाँ तीन समस्याहरूले हामीलाई पर्खिरहेका छन्:

1. क्वेरीको "सबरिकर्सिभ" भागले समग्र प्रकार्यहरू समावेश गर्न सक्दैन GROUP BY.
2. पुनरावर्ती "तालिका" को सन्दर्भ नेस्टेड सबक्वेरीमा हुन सक्दैन।
3. पुनरावर्ती भागको अनुरोधमा CTE समावेश हुन सक्दैन।

सौभाग्य देखि, यी सबै समस्याहरू वरपर काम गर्न एकदम सजिलो छ। अन्त्यबाट सुरु गरौं।

CTE पुनरावर्ती भागमा

यहाँ यति छैन काम गर्ने:

WITH RECURSIVE tree AS (
  ...
UNION ALL
  WITH T (...)
  SELECT ...
)

र त्यसैले यसले काम गर्छ, कोष्ठकले फरक पार्छ!

WITH RECURSIVE tree AS (
  ...
UNION ALL
  (
    WITH T (...)
    SELECT ...
  )
)

पुनरावर्ती "तालिका" विरुद्ध नेस्ट गरिएको क्वेरी

हम्म... एक पुनरावर्ती CTE सबक्वेरीमा पहुँच गर्न सकिँदैन। तर यो CTE भित्र हुन सक्छ! र नेस्टेड अनुरोधले पहिले नै यो CTE पहुँच गर्न सक्छ!

पुनरावृत्ति भित्रको समूहद्वारा

यो अप्रिय छ, तर... हामीसँग GROUP BY प्रयोग गरेर अनुकरण गर्ने सरल तरिका छ DISTINCT ON र सञ्झ्याल कार्यहरू!

SELECT
  (rec).pid id
, string_agg(chld::text, ',') chld
FROM
  tree
WHERE
  (rec).pid IS NOT NULL
GROUP BY 1 -- не работает!

र यो कसरी काम गर्दछ!

SELECT DISTINCT ON((rec).pid)
  (rec).pid id
, string_agg(chld::text, ',') OVER(PARTITION BY (rec).pid) chld
FROM
  tree
WHERE
  (rec).pid IS NOT NULL

अब हामी हेर्छौं किन संख्यात्मक ID पाठमा परिणत भयो - ताकि तिनीहरू अल्पविरामद्वारा छुट्याएर जोडिन सकून्!

3 कदम

फाइनलको लागि हामीसँग केहि बाँकी छैन:

• हामी समूहबद्ध आईडीहरूको सेटमा आधारित "खण्ड" रेकर्डहरू पढ्छौं
• हामी घटाइएका खण्डहरूलाई मूल पानाहरूको "सेटहरू" सँग तुलना गर्छौं
• प्रयोग गरेर सेट-स्ट्रिङ "विस्तार गर्नुहोस्" unnest(string_to_array(chld, ',')::integer[])

WITH RECURSIVE tree AS (
  SELECT
    rec
  , id::text chld
  FROM
    hier rec
  WHERE
    id = ANY('{1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096,8192}'::integer[])
UNION ALL
  (
    WITH prnt AS (
      SELECT DISTINCT ON((rec).pid)
        (rec).pid id
      , string_agg(chld::text, ',') OVER(PARTITION BY (rec).pid) chld
      FROM
        tree
      WHERE
        (rec).pid IS NOT NULL
    )
    , nodes AS (
      SELECT
        rec
      FROM
        hier rec
      WHERE
        id = ANY(ARRAY(
          SELECT
            id
          FROM
            prnt
        ))
    )
    SELECT
      nodes.rec
    , prnt.chld
    FROM
      prnt
    JOIN
      nodes
        ON (nodes.rec).id = prnt.id
  )
)
SELECT
  unnest(string_to_array(chld, ',')::integer[]) leaf
, (rec).*
FROM
  tree;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

स्रोत: www.habr.com