一、表的繼承：
這個概念對于很多已經(jīng)熟悉其他數(shù)據(jù)庫編程的開發(fā)人員而言會多少有些陌生，然而它的實現(xiàn)方式和設(shè)計原理卻是簡單易懂，現(xiàn)在就讓我們從一個簡單的例子開始吧。
1. 第一個繼承表：
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE cities ( --父表
name text,
population float,
altitude int
);
CREATE TABLE capitals ( --子表
state char(2)
) INHERITS (cities);
capitals表繼承自cities表的所有屬性。在PostgreSQL里，一個表可以從零個或多個其它表中繼承屬性，而且一個查詢既可以引用父表中的所有行，也可以引用父表的所有行加上其所有子表的行，其中后者是缺省行為。
復制代碼 代碼如下:
MyTest=# INSERT INTO cities values('Las Vegas', 1.53, 2174); --插入父表
INSERT 0 1
MyTest=# INSERT INTO cities values('Mariposa',3.30,1953); --插入父表
INSERT 0 1
MyTest=# INSERT INTO capitals values('Madison',4.34,845,'WI');--插入子表
INSERT 0 1
MyTest=# SELECT name, altitude FROM cities WHERE altitude > 500; --父表和子表的數(shù)據(jù)均被取出。
name | altitude
-----------+----------
Las Vegas | 2174
Mariposa | 1953
Madison | 845
(3 rows)
MyTest=# SELECT name, altitude FROM capitals WHERE altitude > 500; --只有子表的數(shù)據(jù)被取出。
name | altitude
---------+----------
Madison | 845
(1 row)
如果希望只從父表中提取數(shù)據(jù)，則需要在SQL中加入ONLY關(guān)鍵字，如：
復制代碼 代碼如下:
MyTest=# SELECT name,altitude FROM ONLY cities WHERE altitude > 500;
name | altitude
-----------+----------
Las Vegas | 2174
Mariposa | 1953
(2 rows)
上例中cities前面的"ONLY"關(guān)鍵字表示該查詢應該只對cities進行查找而不包括繼承級別低于cities的表。許多我們已經(jīng)討論過的命令--SELECT，UPDATE和DELETE--支持這個"ONLY"符號。
在執(zhí)行整表數(shù)據(jù)刪除時，如果直接truncate父表，此時父表和其所有子表的數(shù)據(jù)均被刪除，如果只是truncate子表，那么其父表的數(shù)據(jù)將不會變化，只是子表中的數(shù)據(jù)被清空。
復制代碼 代碼如下:
MyTest=# TRUNCATE TABLE cities; --父表和子表的數(shù)據(jù)均被刪除。
TRUNCATE TABLE
MyTest=# SELECT * FROM capitals;
name | population | altitude | state
------+------------+----------+-------
(0 rows)
2. 確定數(shù)據(jù)來源：
有時候你可能想知道某條記錄來自哪個表。在每個表里我們都有一個系統(tǒng)隱含字段tableoid，它可以告訴你表的來源：
復制代碼 代碼如下:
MyTest=# SELECT tableoid, name, altitude FROM cities WHERE altitude > 500;
tableoid | name | altitude
----------+-----------+----------
16532 | Las Vegas | 2174
16532 | Mariposa | 1953
16538 | Madison | 845
(3 rows)
以上的結(jié)果只是給出了tableoid，僅僅通過該值，我們還是無法看出實際的表名。要完成此操作，我們就需要和系統(tǒng)表pg_class進行關(guān)聯(lián)，以通過tableoid字段從該表中提取實際的表名，見以下查詢：
復制代碼 代碼如下:
MyTest=# SELECT p.relname, c.name, c.altitude FROM cities c,pg_class p WHERE c.altitude > 500 and c.tableoid = p.oid;
relname | name | altitude
----------+-----------+----------
cities | Las Vegas | 2174
cities | Mariposa | 1953
capitals | Madison | 845
(3 rows)
3. 數(shù)據(jù)插入的注意事項：
繼承并不自動從INSERT或者COPY中向繼承級別中的其它表填充數(shù)據(jù)。在我們的例子里，下面的INSERT語句不會成功：
復制代碼 代碼如下:
INSERT INTO cities (name, population, altitude, state) VALUES ('New York', NULL, NULL, 'NY');
我們可能希望數(shù)據(jù)被傳遞到capitals表里面去，但是這是不會發(fā)生的：INSERT總是插入明確聲明的那個表。
4. 多表繼承：
一個表可以從多個父表繼承，這種情況下它擁有父表們的字段的總和。子表中任意定義的字段也會加入其中。如果同一個字段名出現(xiàn)在多個父表中，或者同時出現(xiàn)在父表和子表的定義里，那么這些字段就會被"融合"，這樣在子表里面就只有一個這樣的字段。要想融合，字段必須是相同的數(shù)據(jù)類型，否則就會拋出一個錯誤。融合的字段將會擁有它所繼承的字段的所有約束。
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE parent1 (FirstCol integer);
CREATE TABLE parent2 (FirstCol integer, SecondCol varchar(20));
CREATE TABLE parent3 (FirstCol varchar(200));
--子表child1將同時繼承自parent1和parent2表，而這兩個父表中均包含integer類型的FirstCol字段，因此child1可以創(chuàng)建成功。
CREATE TABLE child1 (MyCol timestamp) INHERITS (parent1,parent2);
--子表child2將不會創(chuàng)建成功，因為其兩個父表中均包含F(xiàn)irstCol字段，但是它們的類型不相同。
CREATE TABLE child2 (MyCol timestamp) INHERITS (parent1,parent3);
--子表child3同樣不會創(chuàng)建成功，因為它和其父表均包含F(xiàn)irstCol字段，但是它們的類型不相同。
CREATE TABLE child3 (FirstCol varchar(20)) INHERITS(parent1);
5. 繼承和權(quán)限：
表訪問權(quán)限并不會自動繼承。因此，一個試圖訪問父表的用戶還必須具有訪問它的所有子表的權(quán)限，或者使用ONLY關(guān)鍵字只從父表中提取數(shù)據(jù)。在向現(xiàn)有的繼承層次添加新的子表的時候，請注意給它賦予所有權(quán)限。
繼承特性的一個嚴重的局限性是索引(包括唯一約束)和外鍵約束只施用于單個表，而不包括它們的繼承的子表。這一點不管對引用表還是被引用表都是事實，因此在上面的例子里，如果我們聲明cities.name為UNIQUE或者是一個PRIMARY KEY，那么也不會阻止capitals表擁有重復了名字的cities數(shù)據(jù)行。 并且這些重復的行缺省時在查詢cities表的時候會顯示出來。實際上，缺省時capitals將完全沒有唯一約束，因此可能包含帶有同名的多個行。你應該給capitals增加唯一約束，但是這樣做也不會避免與cities的重復。類似，如果我們聲明cities.name REFERENCES某些其它的表，這個約束不會自動廣播到capitals。在這種條件下，你可以通過手工給capitals 增加同樣的REFERENCES約束來做到這點。
二、分區(qū)表：
1. 概述分區(qū)表：
分區(qū)的意思是把邏輯上的一個大表分割成物理上的幾塊兒，分區(qū)可以提供若干好處：
1). 某些類型的查詢性能可以得到極大提升。
2). 更新的性能也可以得到提升，因為表的每塊的索引要比在整個數(shù)據(jù)集上的索引要小。如果索引不能全部放在內(nèi)存里，那么在索引上的讀和寫都會產(chǎn)生更多的磁盤訪問。
3). 批量刪除可以用簡單地刪除某個分區(qū)來實現(xiàn)。
4). 將很少用的數(shù)據(jù)可以移動到便宜的、慢一些地存儲介質(zhì)上。
假設(shè)當前的數(shù)據(jù)庫并不支持分區(qū)表，而我們的應用所需處理的數(shù)據(jù)量也非常大，對于這種應用場景，我們不得不人為的將該大表按照一定的規(guī)則，手工拆分成多個小表，讓每個小表包含不同區(qū)間的數(shù)據(jù)。這樣一來，我們就必須在數(shù)據(jù)插入、更新、刪除和查詢之前，先計算本次的指令需要操作的小表。對于有些查詢而言，由于查詢區(qū)間可能會跨越多個小表，這樣我們又不得不將多個小表的查詢結(jié)果進行union操作，以合并來自多個表的數(shù)據(jù)，并最終形成一個結(jié)果集返回給客戶端。可見，如果我們正在使用的數(shù)據(jù)庫不支持分區(qū)表，那么在適合其應用的場景下，我們就需要做很多額外的編程工作以彌補這一缺失。然而需要說明的是，盡管功能可以勉強應付，但是性能卻和分區(qū)表無法相提并論。
目前PostgreSQL支持的分區(qū)形式主要為以下兩種：
1). 范圍分區(qū): 表被一個或者多個鍵字字段分區(qū)成"范圍"，在這些范圍之間沒有重疊的數(shù)值分布到不同的分區(qū)里。比如，我們可以為特定的商業(yè)對象根據(jù)數(shù)據(jù)范圍分區(qū)，或者根據(jù)標識符范圍分區(qū)。
2). 列表分區(qū): 表是通過明確地列出每個分區(qū)里應該出現(xiàn)那些鍵字值實現(xiàn)的。
2. 實現(xiàn)分區(qū)：
1). 創(chuàng)建"主表"，所有分區(qū)都從它繼承。
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE measurement ( --主表
city_id int NOT NULL,
logdate date NOT NULL,
peaktemp int,
);
2). 創(chuàng)建幾個"子"表，每個都從主表上繼承。通常，這些"子"表將不會再增加任何字段。我們將把子表稱作分區(qū)，盡管它們就是普通的PostgreSQL表。
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE measurement_yy04mm02 ( ) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy04mm03 ( ) INHERITS (measurement);
...
CREATE TABLE measurement_yy05mm11 ( ) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy05mm12 ( ) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy06mm01 ( ) INHERITS (measurement);
上面創(chuàng)建的子表，均已年、月的形式進行范圍劃分，不同年月的數(shù)據(jù)將歸屬到不同的子表內(nèi)。這樣的實現(xiàn)方式對于清空分區(qū)數(shù)據(jù)而言將極為方便和高效，即直接執(zhí)行DROP TABLE語句刪除相應的子表，之后在根據(jù)實際的應用考慮是否重建該子表(分區(qū))。相比于直接DROP子表，PostgreSQL還提供了另外一種更為方便的方式來管理子表：
復制代碼 代碼如下:
ALTER TABLE measurement_yy06mm01 NO INHERIT measurement;
和直接DROP相比，該方式僅僅是使子表脫離了原有的主表，而存儲在子表中的數(shù)據(jù)仍然可以得到訪問，因為此時該表已經(jīng)被還原成一個普通的數(shù)據(jù)表了。這樣對于數(shù)據(jù)庫的DBA來說，就可以在此時對該表進行必要的維護操作，如數(shù)據(jù)清理、歸檔等，在完成諸多例行性的操作之后，就可以考慮是直接刪除該表(DROP TABLE)，還是先清空該表的數(shù)據(jù)(TRUNCATE TABLE)，之后再讓該表重新繼承主表，如：
復制代碼 代碼如下:
ALTER TABLE measurement_yy06mm01 INHERIT measurement;
3). 給分區(qū)表增加約束，定義每個分區(qū)允許的健值。同時需要注意的是，定義的約束要確保在不同的分區(qū)里不會有相同的鍵值。因此，我們需要將上面"子"表的定義修改為以下形式：
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE measurement_yy04mm02 (
CHECK ( logdate >= DATE '2004-02-01' AND logdate DATE '2004-03-01')
) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy04mm03 (
CHECK (logdate >= DATE '2004-03-01' AND logdate DATE '2004-04-01')
) INHERITS (measurement);
...
CREATE TABLE measurement_yy05mm11 (
CHECK (logdate >= DATE '2005-11-01' AND logdate DATE '2005-12-01')
) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy05mm12 (
CHECK (logdate >= DATE '2005-12-01' AND logdate DATE '2006-01-01')
) INHERITS (measurement);
CREATE TABLE measurement_yy06mm01 (
CHECK (logdate >= DATE '2006-01-01' AND logdate DATE '2006-02-01')
) INHERITS (measurement);
4). 盡可能基于鍵值創(chuàng)建索引。如果需要，我們也同樣可以為子表中的其它字段創(chuàng)建索引。
復制代碼 代碼如下:
CREATE INDEX measurement_yy04mm02_logdate ON measurement_yy04mm02 (logdate);
CREATE INDEX measurement_yy04mm03_logdate ON measurement_yy04mm03 (logdate);
...
CREATE INDEX measurement_yy05mm11_logdate ON measurement_yy05mm11 (logdate);
CREATE INDEX measurement_yy05mm12_logdate ON measurement_yy05mm12 (logdate);
CREATE INDEX measurement_yy06mm01_logdate ON measurement_yy06mm01 (logdate);
5). 定義一個規(guī)則或者觸發(fā)器，把對主表的修改重定向到適當?shù)姆謪^(qū)表。
如果數(shù)據(jù)只進入最新的分區(qū)，我們可以設(shè)置一個非常簡單的規(guī)則來插入數(shù)據(jù)。我們必須每個月都重新定義這個規(guī)則，即修改重定向插入的子表名，這樣它總是指向當前分區(qū)。
復制代碼 代碼如下:
CREATE OR REPLACE RULE measurement_current_partition AS
ON INSERT TO measurement
DO INSTEAD
INSERT INTO measurement_yy06mm01 VALUES (NEW.city_id, NEW.logdate, NEW.peaktemp);
其中NEW是關(guān)鍵字，表示新數(shù)據(jù)字段的集合。這里可以通過點(.)操作符來獲取集合中的每一個字段。
我們可能想插入數(shù)據(jù)并且想讓服務(wù)器自動定位應該向哪個分區(qū)插入數(shù)據(jù)。我們可以用像下面這樣的更復雜的規(guī)則集來實現(xiàn)這個目標。
復制代碼 代碼如下:
CREATE RULE measurement_insert_yy04mm02 AS
ON INSERT TO measurement WHERE (logdate >= DATE '2004-02-01' AND logdate DATE '2004-03-01')
DO INSTEAD
INSERT INTO measurement_yy04mm02 VALUES (NEW.city_id, NEW.logdate, NEW.peaktemp);
...
CREATE RULE measurement_insert_yy05mm12 AS
ON INSERT TO measurement WHERE (logdate >= DATE '2005-12-01' AND logdate DATE '2006-01-01')
DO INSTEAD
INSERT INTO measurement_yy05mm12 VALUES (NEW.city_id, NEW.logdate, NEW.peaktemp);
CREATE RULE measurement_insert_yy06mm01 AS
ON INSERT TO measurement WHERE (logdate >= DATE '2006-01-01' AND logdate DATE '2006-02-01')
DO INSTEAD
INSERT INTO measurement_yy06mm01 VALUES (NEW.city_id, NEW.logdate, NEW.peaktemp);
請注意每個規(guī)則里面的WHERE子句正好匹配其分區(qū)的CHECK約束。
可以看出，一個復雜的分區(qū)方案可能要求相當多的DDL。在上面的例子里我們需要每個月創(chuàng)建一次新分區(qū)，因此寫一個腳本自動生成需要的DDL是明智的。除此之外，我們還不難推斷出，分區(qū)表對于新數(shù)據(jù)的批量插入操作有一定的抑制，這一點在Oracle中也同樣如此。
除了上面介紹的通過Rule的方式重定向主表的數(shù)據(jù)到各個子表，我們還可以通過觸發(fā)器的方式來完成此操作，相比于基于Rule的重定向方法，基于觸發(fā)器的方式可能會帶來更好的插入效率，特別是針對非批量插入的情況。然而對于批量插入而言，由于Rule的額外開銷是基于表的，而不是基于行的，因此效果會好于觸發(fā)器方式。另一個需要注意的是，copy操作將會忽略Rules，如果我們想要通過COPY方法來插入數(shù)據(jù)，你只能將數(shù)據(jù)直接copy到正確的子表，而不是主表。這種限制對于觸發(fā)器來說是不會造成任何問題的。基于Rule的重定向方式還存在另外一個問題，就是當插入的數(shù)據(jù)不在任何子表的約束中時，PostgreSQL也不會報錯，而是將數(shù)據(jù)直接保留在主表中。
6). 添加新分區(qū)：
這里將介紹兩種添加新分區(qū)的方式，第一種方法簡單且直觀，我們只是創(chuàng)建新的子表，同時為其定義新的檢查約束，如：
復制代碼 代碼如下:
CREATE TABLE measurement_y2008m02 (
CHECK ( logdate >= DATE '2008-02-01' AND logdate DATE '2008-03-01' )
) INHERITS (measurement);
第二種方法的創(chuàng)建步驟相對繁瑣，但更為靈活和實用。見以下四步：
復制代碼 代碼如下:
/* 創(chuàng)建一個獨立的數(shù)據(jù)表(measurement_y2008m02)，該表在創(chuàng)建時以將來的主表(measurement)為模板，包含模板表的缺省值(DEFAULTS)和一致性約束(CONSTRAINTS)。*/
CREATE TABLE measurement_y2008m02
(LIKE measurement INCLUDING DEFAULTS INCLUDING CONSTRAINTS);
/* 為該表創(chuàng)建未來作為子表時需要使用的檢查約束。*/
ALTER TABLE measurement_y2008m02 ADD CONSTRAINT y2008m02
CHECK (logdate >= DATE '2008-02-01' AND logdate DATE '2008-03-01');
/* 導入數(shù)據(jù)到該表。下面只是給出一種導入數(shù)據(jù)的方式作為例子。在導入數(shù)據(jù)之后，如有可能，還可以做進一步的數(shù)據(jù)處理，如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、過濾等。*/
\copy measurement_y2008m02 from 'measurement_y2008m02'
/* 在適當?shù)臅r候，或者說在需要的時候，讓該表繼承主表。*/
ALTER TABLE measurement_y2008m02 INHERIT measurement;
7). 確保postgresql.conf里的配置參數(shù)constraint_exclusion是打開的。沒有這個參數(shù)，查詢不會按照需要進行優(yōu)化。這里我們需要做的是確保該選項在配置文件中沒有被注釋掉。
復制代碼 代碼如下:
/> pwd
/opt/PostgreSQL/9.1/data
/> cat postgresql.conf | grep "constraint_exclusion"
constraint_exclusion = partition # on, off, or partition
3. 分區(qū)和約束排除：
約束排除(Constraint exclusion)是一種查詢優(yōu)化技巧，它改進了用上面方法定義的表分區(qū)的性能。比如：
復制代碼 代碼如下:
SET constraint_exclusion = on;
SELECT count(*) FROM measurement WHERE logdate >= DATE '2006-01-01';
如果沒有約束排除，上面的查詢會掃描measurement表中的每一個分區(qū)。打開了約束排除之后，規(guī)劃器將檢查每個分區(qū)的約束然后再視圖證明該分區(qū)不需要被掃描，因為它不能包含任何符合WHERE子句條件的數(shù)據(jù)行。如果規(guī)劃器可以證明這個，它就把該分區(qū)從查詢規(guī)劃里排除出去。
你可以使用EXPLAIN命令顯示一個規(guī)劃在constraint_exclusion打開和關(guān)閉情況下的不同。用上面方法設(shè)置的表的典型的缺省規(guī)劃是：
復制代碼 代碼如下:
SET constraint_exclusion = off;
EXPLAIN SELECT count(*) FROM measurement WHERE logdate >= DATE '2006-01-01';
QUERY PLAN
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Aggregate (cost=158.66..158.68 rows=1 width=0)
-> Append (cost=0.00..151.88 rows=2715 width=0)
-> Seq Scan on measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
-> Seq Scan on measurement_yy04mm02 measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
-> Seq Scan on measurement_yy04mm03 measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
...
-> Seq Scan on measurement_yy05mm12 measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
-> Seq Scan on measurement_yy06mm01 measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
從上面的查詢計劃中可以看出，PostgreSQL掃描了所有分區(qū)。下面我們再看一下打開約束排除之后的查詢計劃：
復制代碼 代碼如下:
SET constraint_exclusion = on;
EXPLAIN SELECT count(*) FROM measurement WHERE logdate >= DATE '2006-01-01';
QUERY PLAN
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Aggregate (cost=63.47..63.48 rows=1 width=0)
-> Append (cost=0.00..60.75 rows=1086 width=0)
-> Seq Scan on measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
-> Seq Scan on measurement_yy06mm01 measurement (cost=0.00..30.38 rows=543 width=0)
Filter: (logdate >= '2006-01-01'::date)
請注意，約束排除只由CHECK約束驅(qū)動，而不會由索引驅(qū)動。
目前版本的PostgreSQL中該配置的缺省值是partition，該值是介于on和off之間的一種行為方式，即規(guī)劃器只會將約束排除應用于基于分區(qū)表的查詢，而on設(shè)置則會為所有查詢都進行約束排除，那么對于普通數(shù)據(jù)表而言，也將不得不承擔由該機制而產(chǎn)生的額外開銷。
約束排除在使用時有以下幾點注意事項：
1). 約束排除只是在查詢的WHERE子句包含約束的時候才生效。一個參數(shù)化的查詢不會被優(yōu)化，因為在運行時規(guī)劃器不知道該參數(shù)會選擇哪個分區(qū)。因此像CURRENT_DATE這樣的函數(shù)必須避免。把分區(qū)鍵值和另外一個表的字段連接起來也不會得到優(yōu)化。
2). 在CHECK約束里面要避免跨數(shù)據(jù)類型的比較，因為目前規(guī)劃器會無法證明這樣的條件為假。比如，下面的約束會在x是整數(shù)字段的時候可用，但是在x是一個bigint的時候不能用：
CHECK (x = 1)
對于bigint字段，我們必須使用類似下面這樣的約束：
CHECK (x = 1::bigint)
這個問題并不僅僅局限于bigint數(shù)據(jù)類型，它可能會發(fā)生在任何約束的缺省數(shù)據(jù)類型與其比較的字段的數(shù)據(jù)類型不匹配的場合。在提交的查詢里的跨數(shù)據(jù)類型的比較通常是OK的，只是不能在CHECK條件里。
3). 在主表上的UPDATE和DELETE命令并不執(zhí)行約束排除。
4). 在規(guī)劃器進行約束排除時，主表上的所有分區(qū)的所有約束都將會被檢查，因此，大量的分區(qū)會顯著增加查詢規(guī)劃的時間。
5). 在執(zhí)行ANALYZE語句時，要為每一個分區(qū)都執(zhí)行該命令，而不是僅僅對主表執(zhí)行該命令。
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