PostgreSQL 13.1 中文入门教程 PostgreSQL 可扩展性

2024-02-25 开发教程 PostgreSQL 13.1 中文入门教程匿名 0℃

BRIN接口具有高层的抽象，要求访问方法实现者只需实现被访问的数据类型的语义。BRIN层本身会负责并发、日志以及对索引结构的搜索。

让一种BRIN访问方法能够工作要做的全部事情是实现几个用户定义的方法，它们定义存储在索引中的摘要值的行为以及它们和扫描键的交互。简而言之，BRIN很好地把可扩展性和通用性、代码重用以及干净的接口结合在了一起。

BRIN的一个操作符类必须提供四种方法：

BrinOpcInfo *opcInfo(Oid type_oid)

返回有关被索引列的摘要数据的内部信息。返回值必须指向一个已经 palloc 的BrinOpcInfo，该结构的定义是：

typedef struct BrinOpcInfo
{
    /* 这个 opclass 的一个索引列中存储的列数 */
    uint16      oi_nstored;
    /* 该 opclass 私有用途的不透明指针 */
    void       *oi_opaque;
    /* 被存储列的类型缓冲项 */
    TypeCacheEntry *oi_typcache[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER];
} BrinOpcInfo;

BrinOpcInfo.oi_opaque可以被操作符类例程用来在索引扫描期间在支持函数之间传递信息。

bool consistent(BrinDesc *bdesc, BrinValues *column, ScanKey key)

返回 ScanKey 是否和一个范围的被索引值一致。要使用的索引号作为扫描键的一部分传递。

bool addValue(BrinDesc *bdesc, BrinValues *column, Datum newval, bool isnull)

给定一个索引元组和一个被索引值，修改该元组的指示属性让该元组能额外地表示新的值。如果对该元组做出了任何修改，就返回true。

bool unionTuples(BrinDesc *bdesc, BrinValues *a, BrinValues *b)

联合两个索引元组。给定两个索引元组，修改第一个的指示属性让它能表示两个元组。第二个元组不会被修改。

一个BRIN的操作符类可以选择指定如下方法:

void options(local_relopts *relopts)

定义一组控制操作符类行为的用户可见参数.

options函数传递一个指针到local_relopts结构，其需要用一组操作符类指定选项填充。该选项也可以从其他支持的函数来访问，通过使用PG_HAS_OPCLASS_OPTIONS()和PG_GET_OPCLASS_OPTIONS()宏。

由于索引值的键提取和BRIN中的键表达都是灵活的，它们可以取决于用户指定的参数。

核心发布中包括了对两种类型的操作符类的支持：minmax 和 inclusion。发布中也酌情为核心中的数据类型提供了使用它们的操作符类定义。用户可以用等效的定义为其他数据类型定义额外的操作符类，而不需要编写任何源代码，只需要声明一些适当的目录项就足够了。注意有关操作符策略的语义的假设是嵌在支持函数的源代码中的。

实现完全不同的语义的操作符类也是可能的，只要提供上述的四个主要支持过程的实现即可。注意在主要发行版之间的向后兼容性是不被保证的：例如，在以后的发行中可能要求额外的支持过程。

要为一种实现了线性有序集的数据类型编写一个操作符类，可以使用 minmax 支持函数配上对应的操作符（如表 67.2所示）。所有的操作符类成员（函数和操作符）都是强制性的。

表 67.2. Minmax 操作符类的函数和支持编号

操作符类成员	对象
支持函数 1	内部函数`brin_minmax_opcinfo()`
支持函数 2	内部函数`brin_minmax_add_value()`
支持函数 3	内部函数`brin_minmax_consistent()`
支持函数 4	内部函数`brin_minmax_union()`
操作符策略 1	小于操作符
操作符策略 2	小于等于操作符
操作符策略 3	等于操作符
操作符策略 4	大于等于操作符
操作符策略 5	大于操作符

要为值被包括在另一种类型的复杂数据类型编写操作符类，可以使用 inclusion 支持函数配上相应的操作符（如表 67.3所示）。它只要求一个可用任何语言编写的附加函数。可以定义更多函数来提供额外的功能。所有的操作符都是可选的。如该表中的依赖性所示，某些操作符需要其他操作符。

表 67.3. Inclusion 操作符类的函数和支持编号

操作符类成员	对象	依赖性
支持函数 1	内部函数`brin_inclusion_opcinfo()`
支持函数 2	内部函数`brin_inclusion_add_value()`
支持函数 3	内部函数`brin_inclusion_consistent()`
支持函数 4	内部函数`brin_inclusion_union()`
支持函数 11	合并两个元素的函数
支持函数 12	可选函数，检查两个元素是否可以合并
支持函数 13	可选函数，检查一个元素是否被包含在另一个中
支持函数 14	optional function to check whether an element is empty
操作符策略 1	位于左边操作符 left-of	操作符策略 4
操作符策略 2	不超过左边操作符 does-not-extend-to-the-right-of	操作符策略 5
操作符策略 3	重叠操作符
操作符策略 4	不超过左边操作符 does-not-extend-to-the-left-of	操作符策略 1
操作符策略 5	位于右边操作符 right-of	操作符策略 2
操作符策略 6, 18	相同或者等于操作符	操作符策略 7
操作符策略 7, 13, 16, 24, 25	包含或等于操作符
操作符策略 8, 14, 26, 27	被包含或等于操作符	操作符策略 3
操作符策略 9	不超过上边操作符 does-not-extend-above	操作符策略 11
操作符策略 10	操作符 is-below	操作符策略 12
Operator Strategy 11	在上面操作符 is-above	操作符策略 9
操作符策略 12	不超过下面操作符 does-not-extend-below	操作符策略 10
操作符策略 20	小于操作符	操作符策略 4
操作符策略 21	小于等于操作符	操作符策略 4
操作符策略 22	大于操作符	操作符策略 1
操作符策略 23	大于等于操作符	操作符策略 1

支持过程编号 1 至 10 被保留给 BRIN 的内部函数，因此 SQL 层面的函数从编号 11 开始。支持函数编号 11 是用于构建该索引的主要函数。它应该接受两个具有和操作符类相同数据类型的参数并且返回它们的并集。如果 inclusion 操作符类定义时用了STORAGE参数，则它可以存储具有不同数据类型的合并值。该并集函数的返回值应该匹配 STORAGE的数据类型。

支持函数编号 12 和 14 被提供用来支持内建数据类型的不规则性。函数编号 12 被用来支持来自不同地址族的不能合并的网络地址。函数编号 14 被用来支持空范围。函数编号 13 是可选的，但是我们推荐提供它。它允许在新值被传递给并集函数前对其进行检查。因为 BRIN 框架在并集没有改变时可以越过某些操作，所以使用这个函数可以提升索引性能。

minmax 和 inclusion 操作符类都支持跨数据类型操作符，不过如果要支持会让依赖性变得更加复杂。minmax 操作符类要求用具有同样数据类型的参数来定义一个完全的操作符集合。它允许通过定义额外的操作符集合来支持附加的数据类型。如表 67.3中所示， inclusion 操作符类的操作符策略是依赖于另一种操作符策略的（或者和它们自身相同的操作符策略）。它们要求定义依赖性操作符时，把 STORAGE数据类型作为左手边参数并且让其他支持的数据类型作为右手边的参数。minmax 的例子可见 float4_minmax_ops，inclusion 的例子是 box_inclusion_ops。

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