PostgreSQL中索引與CTE簡介

PostgreSQL 中的索引是用於提高資料庫表上資料檢索操作速度的資料結構。它們的工作原理是提供一種基於特定列的值查詢資料的更快方法。讓我們深入瞭解 postgresql 資料庫中的索引。

瞭解 PostgreSQL 索引
PostgreSQL 中的索引類似於書中的索引部分。它們幫助資料庫伺服器根據一個或多個列的值快速找到表中的行。PostgreSQL 提供各種型別的索引，透過高效檢索資料來提高查詢效能。

索引用於加速 SELECT 查詢，尤其是在根據某些列過濾、排序或連線資料時。它們還有助於強制唯一性並加速資料修改操作（例如 INSERT、UPDATE 和 DELETE），儘管它們可能會給這些操作帶來開銷。

優點

改進的查詢效能：索引可以顯著減少從表中檢索資料所需的時間，特別是對於大型資料集。
約束的執行：可以使用索引強制執行唯一和主鍵約束，確保資料完整性。
促進排序和連線：索引使排序和連線操作更加高效，從而加快查詢執行速度。

最佳實踐

識別高影響查詢：分析應用程式的查詢模式，以確定哪些查詢可以從索引中受益最多。
明智地選擇索引列：選擇在 WHERE 子句、JOIN 條件或 ORDER BY 子句中經常使用的列。
避免過度索引：過多的索引會降低效能，因為每個索引在資料修改操作期間都會產生開銷。
定期維護：定期監控和維護索引以確保其保持有效。這包括定期重新索引和更新統計資料。
考慮索引型別：瞭解 PostgreSQL 中可用的不同型別的索引，並根據您的資料和查詢模式選擇適當的型別。

索引型別
PostgreSQL 支援各種型別的索引，包括 B-Tree、Hash、GiST、GIN 和 BRIN 索引。每種型別都有其優點和用例。

B樹索引
B 樹索引是 PostgreSQL 中的預設索引型別，適用於大多數型別的查詢。
-- Create a B-tree index
CREATE INDEX btree_index ON table_name(column_name);

雜湊索引
雜湊索引對於平等性檢查很有用，但不適合範圍查詢或排序。
-- Create a Hash index
CREATE INDEX hash_index ON table_name(column_name) USING hash;

GiST 索引
廣義搜尋樹 (GiST) 索引對於索引幾何物件等複雜資料型別很有用。
-- Create a GiST index
CREATE INDEX gist_index ON table_name USING gist(column_name);

GIN 索引
通用倒排索引（GIN）適用於索引陣列和全文搜尋資料型別。
-- Create a GIN index
CREATE INDEX gin_index ON table_name USING gin(column_name);

BRIN索引
塊範圍索引 (BRIN) 對於非常大的表很有用，它維護有關值範圍的彙總資訊。
- Create a BRIN index
CREATE INDEX brin_index ON table_name USING brin(column_name);

PostgreSQL 索引型別比較
B-樹

高效執行相等性和範圍查詢
支援排序和搜尋

經常查詢的列上的單列索引
WHERE 子句中使用的多列複合索引

雜湊

相等性比較非常快
恆定時間搜尋

對經常訪問的列進行精確匹配查詢
不適合範圍查詢或排序

GiST

支援複雜資料型別（例如幾何物件）的索引
允許自定義索引方法

全文搜尋
地理空間資料索引

GIN

針對索引陣列和全文搜尋資料型別進行了最佳化
支援高階搜尋操作

索引陣列列
全文搜尋

BRIN

資料塊的緊湊表示
對於非常大的表來說很有效

包含排序資料的大型表
聚合一系列值的資料

PostgreSQL – 遞迴 CTE
通用表表示式 (CTE)是 SQL 中的一項強大功能，它允許您建立可在 SELECT、INSERT、UPDATE 或 DELETE 語句中引用的臨時結果集。遞迴 CTE 透過允許 CTE 引用自身來擴充套件此功能，從而實現遞迴查詢的執行。

什麼是遞迴 CTE？
遞迴 CTE是引用自身的 CTE，通常用於遍歷分層或樹形結構的資料。它由兩部分組成：

錨點成員是非遞迴查詢。
遞迴成員是引用 CTE 本身的遞迴查詢。

遞迴查詢重複將遞迴成員應用於其輸出，直到不再返回行。

遞迴 CTE 的優點

簡單性和可讀性：遞迴 CTE 允許以簡單易讀的方式編寫複雜的分層和遞迴查詢，從而提高可維護性。
模組化：CTE 將複雜的查詢分解為模組化部分，使其更易於理解和除錯。
效能：遞迴 CTE 比處理分層資料的其他方法（例如應用程式程式碼中的自連線或迴圈）更有效。
靈活性：它們提供了一種靈活的方法，可以直接在 SQL 中執行復雜的遞迴操作，而無需過程程式碼。
臨時儲存：CTE 使用自動管理的臨時儲存，使開發人員免於管理臨時表的開銷。

遞迴 CTE 的用例

分層資料：管理和查詢分層資料，例如組織結構、檔案系統和物料清單。
圖遍歷：執行圖遍歷操作，例如查詢網路中的所有路徑、識別連線的元件或檢測迴圈。
資料聚合：聚合層次結構不同級別的資料，例如計算公司、部門和個人員工的總銷售額。
生成序列：建立數字或日期序列，例如生成斐波那契數列或生成給定範圍的日期列表。
樹結構：使用樹結構，包括在決策支援系統或遊戲開發中查詢和操作樹。

考慮表中儲存的組織層次結構employees：

create table employees
(
    employee_id SERIAL primary key,
    employee_name VARCHAR(100),
    manager_id INTEGER
        references employees (employee_id)
);
 
insert
    into
    employees
(
    employee_name,
    manager_id
)
values
('Alice',
null),
('Bob',
1),
('Charlie',
1),
('David',
2),
('Eve',
2),
('Frank',
3);

該表定義了一個簡單的層次結構，其中 Alice 為最高階別的經理。Bob 和 Charlie 向 Alice 彙報，David 和 Eve 向 Bob 彙報，Frank 向 Charlie 彙報。

我們可以使用遞迴 CTE 列出層次結構中的所有員工，從最高階別的經理開始：

with recursive employee_hierarchy as (
-- Anchor member
select
    employee_id,
    employee_name,
    manager_id,
    1 as level
from
    employees
where
    manager_id is null
union all
-- Recursive member
select
    e.employee_id,
    e.employee_name,
    e.manager_id,
    eh.level + 1 as level
from
    employees e
inner join employee_hierarchy eh on
    e.manager_id = eh.employee_id
)
select
    employee_id,
    employee_name,
    manager_id,
    level
from
    employee_hierarchy
order by
    level,
    manager_id;

在此查詢中：

錨成員選擇最高階別的經理（沒有經理的經理）。
遞迴成員將員工表與 CTE 連線起來，以查詢當前級別員工的下屬，每次增加級別。

PostgreSQL 中的遞迴 CTE 是處理分層和遞迴資料結構的強大工具。透過理解和利用遞迴 CTE，您可以執行復雜的查詢，否則這些查詢將需要更復雜且效率更低的解決方案。

PostgreSQL中索引與CTE簡介

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