Каким образом обеспечивается порядок данных в столбцах при использовании индекса BRIN?

Добрый день! 

В документации в пункте 11.2.6 указано, что BRIN-индексы (сокращение от Block Range INdexes, Индексы зон блоков) хранят обобщенные сведения о значениях, находящихся в физически последовательно расположенных блоках таблицы. Этот вид индекса наиболее эффективен для столбцов, значения которых хорошо коррелируют с физическим порядком в таблице.

В пункте 7.5 также говорится, что после выполнения запроса результаты можно отсортировать. Если сортировка не задана, строки возвращаются в неопределенном порядке, который зависит от плана соединения, сканирования и порядка данных на диске, что делает невозможным полагаться на него без явного указания ORDER BY.

Как можно определить, расположены ли данные в таблице физически последовательно для применения BRIN-индекса, учитывая, что документ не предоставляет гарантий относительно порядка строк без применения ORDER BY?
  • 23 декабря 2024 г. 15:03
Ответы на вопрос 2
Добрый день!

При использовании BRIN-индексов в PostgreSQL их эффективность зависит от того, насколько хорошо значения в столбце коррелируют с физическим порядком строк в таблице. Однако, как вы правильно заметили, в документации отсутствует полная гарантия по поводу того, как физически расположены данные в таблице без применения явного указания `ORDER BY`.

Вот несколько моментов, которые стоит учесть для определения, находится ли порядок данных в таблице в соответствии с ожиданиями BRIN-индрекса:

1. **Создание таблицы и последовательные вставки**: Если вы создаете таблицу и затем последовательно вставляете данные (например, в порядке их генерации), данные, скорее всего, будут находиться в физически последовательном порядке. BRIN-индекс будет эффективен в этом случае.

2. **Мониторинг вставок и обновлений**: Если вы постоянно добавляете данные в таблицу без удаления и изменения существующих записей, то порядок данных должен оставаться последовательным, что также позволяет использовать BRIN-индекс. Однако, если записи обновляются или удаляются, это может разрушить порядок.

3. **Команда `VACUUM`**: Иногда использование команды `VACUUM` (особенно `VACUUM FULL`) может также повлиять на порядок строк в таблице. После выполнения такой команды данные будут реплицированы в новый порядок, что может сделать BRIN-индекс более эффективным.

4. **Использование функции `pg_column_size`**: Вы можете использовать некоторые инструменты и функции, такие как `pg_column_size`, чтобы анализировать, как хранится информация на уровне страниц и блоков, и оценить распределение данных. Однако этот подход требует глубокого анализа и понимания работы PostgreSQL.

5. **Использование `pg_stats`**: Можно обратиться к системе статистики PostgreSQL, используя таблицу `pg_stats`. Она содержит информацию о рассредоточении и частоте значений в столбцах, что дает возможность оценить, насколько хорошо данные упорядочены.

6. **Тестирование производительности**: Если BRIN-индекс используется в запросах, вы можете тестировать производительность относительно времени выполнения запросов и планов выполнения запросов, чтобы понять, насколько эффективен индекс в конкретной ситуации.

В конечном итоге, BRIN-индексы наиболее эффективны для больших таблиц с последовательным порядком данных. Если физический порядок данных разрушается (например, из-за частых обновлений), возможно, стоит перейти на другие виды индексов, такие как B-tree, которые могут лучше справляться с неупорядоченными данными.
Пункт 7.5 говорит о порядке строк в результатах конкретного запроса, ни к физическому порядку, ни к BRIN индексам это отношения не имеет. 

BRIN индекс вы всегда сможете применить (в смысле создать). Будет ли он использоваться, определяет планировщик, исходя из статистики данных и структуры запроса. Будет ли такой индекс эффективен, зависит действительно от данных.

Наверно, лучше описать простыми словами, как работает BRIN, а вы уж сами думайте дальше.

BRIN хранит небольшую выжимку об нескольких последовательных (в смысле размещения на диске) блоках данных таблицы. Поэтому он, как правило, очень эффективен по объему: по сравнению с B-tree и другими индексами он очень невелик.
При запросе такой индекс отвечает на вопрос: совместима ли выжимка с условиями запроса, т.е. могут ли в блоках данных на диске быть подходящие под запрос строки. Например, для сортируемых типов данных индекс может хранить MIN и MAX значения колонки в пределах блоков, которые описывает выжимка.
Индекс может выдавать ложноположительный ответ, но не может ложноотрицательный. Допустим, его спрашивают: "найди строки с x = 5" , он видит у себя группу блоков с MIN=3 и MAX=20 и отвечает: "тут может быть строка с x = 5" . А для группы с MIN=13 и MAX=88, например, он ничего не ответит, т.к. 5 там содержаться не может. СУБД, получив данные по такому индексу, обязана перепроверить строки на предмет ложноположительных результатов.

Такой индекс лучше всего работает на данных, которые физически определенным образом расположены на диске (например, отсортированы по нужной колонке). Данные на диске лежат обычно в том порядке, как их положили (если потом их активно не стирали и перезаписывали).
Допустим, если у вас есть архивная таблица с колонкой, содержащей дату создания, или с автоинкрементым полем, BRIN по этим полям будет эффективен.

Если данные не отсортированы, BRIN будет выдавать слишком много блоков-кандидатов, в которых будет, скорее всего, сравнительно немного подходящих строк.
Похожие вопросы