🥇PgGraph – um utilitário para arquivar e pesquisar dependências de tabelas no PostgreSQL

Hoje quero apresentar aos leitores do Habr um utilitário escrito em Python para trabalhar com dependências de tabelas no SGBD PostgreSQL.

A API do utilitário é simples e consiste em três métodos:

tabela_arquivo - arquivamento/exclusão recursiva de linhas com chaves primárias especificadas
get_table_references — procura por dependências para uma tabela (mostrará tabelas referenciadas pela tabela especificada e aquelas que a referenciam)
get_rows_references - procure linhas em outras tabelas que façam referência a linhas especificadas na tabela desejada

Pré-história

Meu nome é Oleg Borzov, sou desenvolvedor da equipe de CRM para gerentes de empréstimos hipotecários em Domklik.

A principal base de dados do nosso sistema CRM é uma das maiores em volume da empresa. É também um dos mais antigos: apareceu logo no lançamento do projeto, quando as árvores eram grandes, Domklik era uma startup e, em vez de um microsserviço em um framework assíncrono Python da moda, havia um enorme monólito em PHP.

A transição do PHP para o Python foi muito longa e exigiu suporte simultâneo dos dois sistemas, o que afetou o design do banco de dados.

Como resultado, temos um banco de dados com um grande número de tabelas altamente conectadas e enormes com vários índices para diferentes tipos de consultas. Tudo isso afeta negativamente o desempenho do banco de dados: devido às tabelas grandes e ao grande número de relacionamentos entre elas, a complexidade das consultas aumenta constantemente, o que é especialmente crítico para as tabelas mais carregadas.

Para reduzir a carga do banco de dados, decidimos escrever um script que transferisse registros antigos das tabelas mais volumosas e carregadas para as arquivadas (por exemplo, de task в task_archive).

Esta tarefa é complicada pelo grande número de relacionamentos entre tabelas: basta mover linhas de task в task_archive não é suficiente, antes disso você precisa fazer o mesmo recursivamente com todos aqueles que fazem referência task mesas.

Vou demonstrar com um exemplo banco de dados de demonstração do site postgrespro.ru:

Digamos que precisamos deletar registros de uma tabela Flights. O Postgres não nos permitirá fazer isso assim: primeiro precisamos excluir registros de todas as tabelas de referência e assim por diante, recursivamente, até tabelas que não são referenciadas por ninguém.

Em nosso exemplo em Flights refere-se a Ticket_flights, e nela - Boarding_passes.

Portanto, você precisa excluí-lo nesta ordem:

Obtemos os valores das chaves primárias (PK) das linhas em Ticket_flights, que se referem às linhas a serem excluídas em Flights.
Obtemos linhas PK Boarding_passes, que se referem Ticket_flights.
Excluímos linhas por PK da etapa 2 da tabela Boarding_passes.
Exclua linhas por PK da etapa 1 em Ticket_flights.
Removendo linhas de Flights.

O resultado foi um utilitário chamado PgGraph, que decidimos tornar de código aberto.

Como usar

O utilitário oferece suporte a dois modos de uso:

Chame a partir da linha de comando (pggraph …).
Uso em código Python (classe PgGraphApi).

Instalação e configuração

Primeiro você precisa instalar o utilitário do repositório Pypi:

pip3 install pggraph

Em seguida, crie um arquivo config.ini na máquina local com a configuração do banco de dados e o script de arquivamento:

[db]
host = localhost
port = 5432
user = postgres
password = postgres
dbname = postgres
schema = public ; Необязательный параметр, указано значение по умолчанию

[archive]  ; Данный раздел заполнять необязательно, ниже указаны значения по умолчанию
is_debug = false
chunk_size = 1000
max_depth = 20
to_archive = true
archive_suffix = 'archive'

Executar do console

Parâmetros

$ pggraph -h
usage: pggraph action [-h] --table TABLE [--ids IDS] [--config_path CONFIG_PATH]
positional arguments:
  action        required action: archive_table, get_table_references, get_rows_references

optional arguments:
  -h, --help                    show this help message and exit
  --table TABLE                 table name
  --ids IDS                     primary key ids, separated by comma, e.g. 1,2,3
  --config_path CONFIG_PATH     path to config.ini
  --log_path LOG_PATH           path to log dir
  --log_level LOG_LEVEL         log level (debug, info, error)

Argumentos posicionais:

action - Ação necessária: archive_table, get_table_references ou get_rows_references.

Argumentos nomeados:

--config_path — caminho para o arquivo de configuração;
--table — uma tabela com a qual você precisa realizar uma ação;
--ids — lista de id separados por vírgulas, por exemplo, 1,2,3 (parâmetro opcional);
--log_path — caminho para a pasta de logs (parâmetro opcional, por padrão — pasta inicial);
--log_level — nível de registro (parâmetro opcional, o padrão é INFO).

Exemplos de comandos

Arquivando uma tabela

A principal função do utilitário é o arquivamento de dados, ou seja, transferindo linhas da tabela principal para a tabela de arquivo (por exemplo, da tabela Phoenesse в livros_arquivo).

A exclusão sem arquivamento também é suportada: para isso você precisa definir o parâmetro em config.ini to_archive = falso).

Parâmetros necessários - config_path, tabela e ids.

Após o lançamento, os registros serão excluídos recursivamente ids na mesa table e em todas as tabelas que se referem a ele.

$ pggraph archive_table --config_path config.hw.local.ini --table flights --ids 1,2,3
2020-06-20 19:27:44 INFO: flights - START
2020-06-20 19:27:44 INFO: flights - start archive_recursive 3 rows (depth=0)
2020-06-20 19:27:44 INFO:       START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:       ticket_flights - start archive_recursive 3 rows (depth=1)
2020-06-20 19:27:44 INFO:               START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - start archive_recursive 3 rows (depth=2)
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - archive_by_ids 3 rows by ticket_no, flight_id
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - start archive_recursive 3 rows (depth=2)
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - archive_by_ids 3 rows by ticket_no, flight_id
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - start archive_recursive 3 rows (depth=2)
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - archive_by_ids 3 rows by ticket_no, flight_id
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - start archive_recursive 3 rows (depth=2)
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:                       END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:               boarding_passes - archive_by_ids 3 rows by ticket_no, flight_id
2020-06-20 19:27:44 INFO:               END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO:       ticket_flights - archive_by_ids 3 rows by ticket_no, flight_id
2020-06-20 19:27:44 INFO:       END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 19:27:44 INFO: flights - archive_by_ids 3 rows by id
2020-06-20 19:27:44 INFO: flights - END

Encontre dependências para uma tabela especificada

Função para encontrar dependências de uma tabela especificada table. Parâmetros necessários - config_path и table.

Após o lançamento, um dicionário será exibido na tela, onde:

in_refs — um dicionário de tabelas que faz referência a uma determinada tabela, onde a chave é o nome da tabela, o valor é uma lista de objetos de Chave Estrangeira (pk_main - chave primária na tabela principal, pk_ref - chave primária na tabela de referência, fk_ref — o nome da coluna que é a chave estrangeira da tabela de origem);
out_refs — um dicionário de tabelas a que este se refere.

$ pggraph get_table_references --config_path config.hw.local.ini --table flights
{'in_refs': {'ticket_flights': [ForeignKey(pk_main='flight_id', pk_ref='ticket_no, flight_id', fk_ref='flight_id')]},
 'out_refs': {'aircrafts': [ForeignKey(pk_main='aircraft_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='aircraft_code')],
              'airports': [ForeignKey(pk_main='airport_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='arrival_airport'),
                           ForeignKey(pk_main='airport_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='departure_airport')]}}

Encontrando referências para strings com a chave primária especificada

Função para procurar linhas em outras tabelas que se referem a linhas via Chave Estrangeira ids mesas table. Parâmetros necessários - config_path, table и ids.

Após o lançamento, um dicionário com a seguinte estrutura será exibido na tela:

{
	pk_id_1: {
		reffering_table_name_1: {
			foreign_key_1: [
				{row_pk_1: value, row_pk_2: value},
				...
			], 
			...
		},
		...
	},
	pk_id_2: {...},
	...
}

Chamada de exemplo:

$ pggraph get_rows_references --config_path config.hw.local.ini --table flights --ids 1,2,3
{1: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 1,
                                       'ticket_no': '0005432816945'},
                                      {'flight_id': 1,
                                       'ticket_no': '0005432816941'}]}},
 2: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005433101832'},
                                      {'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005433101864'},
                                      {'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005432919715'}]}},
 3: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817560'},
                                      {'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817568'},
                                      {'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817559'}]}}}

Uso no código

Além de executá-la no console, a biblioteca pode ser usada em código Python. Exemplos de chamadas no ambiente interativo iPython são mostrados abaixo.

Arquivando uma tabela

>>> from pg_graph.main import setup_logging
>>> setup_logging(log_level='DEBUG')
>>> from pg_graph.api import PgGraphApi
>>> api = PgGraphApi('config.hw.local.ini')
>>> api.archive_table('flights', [4,5])
2020-06-20 23:12:08 INFO: flights - START
2020-06-20 23:12:08 INFO: flights - start archive_recursive 2 rows (depth=0)
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	ticket_flights - ForeignKey(pk_main='flight_id', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	SQL('SELECT flight_id, ticket_no FROM bookings.ticket_flights WHERE (flight_id) IN (%s, %s)')
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - start archive_recursive 30 rows (depth=1)
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		boarding_passes - ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		boarding_passes - archive_by_fk 30 rows by ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.boarding_passes_archive (LIKE bookings.boarding_passes)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		DELETE FROM boarding_passes by FK flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - archive_by_ids 30 rows by flight_id, ticket_no
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.ticket_flights_archive (LIKE bookings.ticket_flights)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	DELETE FROM ticket_flights by flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	INSERT INTO ticket_flights_archive - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - start archive_recursive 30 rows (depth=1)
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		boarding_passes - ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		boarding_passes - archive_by_fk 30 rows by ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.boarding_passes_archive (LIKE bookings.boarding_passes)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		DELETE FROM boarding_passes by FK flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - archive_by_ids 30 rows by flight_id, ticket_no
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.ticket_flights_archive (LIKE bookings.ticket_flights)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	DELETE FROM ticket_flights by flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	INSERT INTO ticket_flights_archive - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - start archive_recursive 30 rows (depth=1)
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		boarding_passes - ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		boarding_passes - archive_by_fk 30 rows by ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.boarding_passes_archive (LIKE bookings.boarding_passes)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		DELETE FROM boarding_passes by FK flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - archive_by_ids 30 rows by flight_id, ticket_no
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.ticket_flights_archive (LIKE bookings.ticket_flights)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	DELETE FROM ticket_flights by flight_id, ticket_no - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	INSERT INTO ticket_flights_archive - 30 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - start archive_recursive 3 rows (depth=1)
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		START ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		boarding_passes - ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		boarding_passes - archive_by_fk 3 rows by ForeignKey(pk_main='flight_id, ticket_no', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id, ticket_no')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.boarding_passes_archive (LIKE bookings.boarding_passes)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 		DELETE FROM boarding_passes by FK flight_id, ticket_no - 3 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 		END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	ticket_flights - archive_by_ids 3 rows by flight_id, ticket_no
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.ticket_flights_archive (LIKE bookings.ticket_flights)')
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	DELETE FROM ticket_flights by flight_id, ticket_no - 3 rows
2020-06-20 23:12:08 DEBUG: 	INSERT INTO ticket_flights_archive - 3 rows
2020-06-20 23:12:08 INFO: 	END ARCHIVE REFERRING TABLES
2020-06-20 23:12:08 INFO: flights - archive_by_ids 2 rows by flight_id
2020-06-20 23:12:09 DEBUG: SQL('CREATE TABLE IF NOT EXISTS bookings.flights_archive (LIKE bookings.flights)')
2020-06-20 23:12:09 DEBUG: DELETE FROM flights by flight_id - 2 rows
2020-06-20 23:12:09 DEBUG: INSERT INTO flights_archive - 2 rows
2020-06-20 23:12:09 INFO: flights - END

Encontre dependências para uma tabela especificada

>>> from pg_graph.api import PgGraphApi
>>> from pprint import pprint
>>> api = PgGraphApi('config.hw.local.ini')
>>> res = api.get_table_references('flights')
>>> pprint(res)
{'in_refs': {'ticket_flights': [ForeignKey(pk_main='flight_id', pk_ref='flight_id, ticket_no', fk_ref='flight_id')]},
 'out_refs': {'aircrafts': [ForeignKey(pk_main='aircraft_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='aircraft_code')],
              'airports': [ForeignKey(pk_main='airport_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='arrival_airport'),
                           ForeignKey(pk_main='airport_code', pk_ref='flight_id', fk_ref='departure_airport')]}}

Encontrando referências para strings com a chave primária especificada

>>> from pg_graph.api import PgGraphApi
>>> from pprint import pprint
>>> api = PgGraphApi('config.hw.local.ini')
>>> rows = api.get_rows_references('flights', [1,2,3])
>>> pprint(rows)
{1: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 1,
                                       'ticket_no': '0005432816945'},
                                      {'flight_id': 1,
                                       'ticket_no': '0005432816941'}]}},
 2: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005433101832'},
                                      {'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005433101864'},
                                      {'flight_id': 2,
                                       'ticket_no': '0005432919715'}]}},
 3: {'ticket_flights': {'flight_id': [{'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817560'},
                                      {'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817568'},
                                      {'flight_id': 3,
                                       'ticket_no': '0005432817559'}]}}}

O código-fonte da biblioteca está disponível em GitHub sob licença do MIT, bem como no repositório PyPI.

Ficarei feliz em comentários, commits e sugestões.

Tentarei responder às perguntas da melhor maneira possível aqui e no repositório.

Fonte: habr.com

PgGraph é um utilitário para arquivar e encontrar dependências de tabelas no PostgreSQL

Pré-história

Como usar

Instalação e configuração

Executar do console

Parâmetros

Exemplos de comandos

Arquivando uma tabela

Encontre dependências para uma tabela especificada

Encontrando referências para strings com a chave primária especificada

Uso no código

Arquivando uma tabela

Encontre dependências para uma tabela especificada

Encontrando referências para strings com a chave primária especificada

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