11.2. Типы индексов

Postgres Pro поддерживает несколько типов индексов: B-дерево, хеш, GiST, SP-GiST, GIN и BRIN. Для разных типов индексов применяются разные алгоритмы, ориентированные на определённые типы запросов. По умолчанию команда CREATE INDEX создаёт индексы типа B-дерево, эффективные в большинстве случаев.

B-деревья могут работать в условиях на равенство и в проверках диапазонов с данными, которые можно отсортировать в некотором порядке. Точнее, планировщик запросов Postgres Pro может задействовать индекс-B-дерево, когда индексируемый столбец участвует в сравнении с одним из следующих операторов:

<
<=
=
>=
>

При обработке конструкций, представимых как сочетание этих операторов, например BETWEEN и IN, так же может выполняться поиск по индексу-B-дереву. Кроме того, такие индексы могут использоваться и в условиях IS NULL и IS NOT NULL по индексированным столбцам.

Также оптимизатор может использовать эти индексы в запросах с операторами сравнения по шаблону LIKE и ~, если этот шаблон определяется константой и он привязан к началу строки — например, col LIKE 'foo%' или col ~ '^foo', но не col LIKE '%bar'. Но если ваша база данных использует не локаль C, для поддержки индексирования запросов с шаблонами вам потребуется создать индекс со специальным классом операторов; см. Раздел 11.9. Индексы-B-деревья можно использовать и для ILIKE и ~*, но только если шаблон начинается не с алфавитных символов, то есть символов, не подверженных преобразованию регистра.

B-деревья могут также применяться для получения данных, отсортированных по порядку. Это не всегда быстрее простого сканирования и сортировки, но иногда бывает полезно.

Индексы B-деревья, используемые с оператором упорядочивания, могут оптимизировать поиск k ближайших соседей (k-NN). Встроенные классы операторов B-дерева поддерживают упорядочивание по расстоянию для типов данных int2, int4, int8, float4, float8, numeric, timestamp with time zone, timestamp without time zone, time with time zone, time without time zone, date, interval, oid и money. Подробнее о реализации поиска k-NN рассказывается в Разделе 11.13.

Хеш-индексы работают только с простыми условиями равенства. Планировщик запросов может применить хеш-индекс, только если индексируемый столбец участвует в сравнении с оператором =. Создать такой индекс можно следующей командой:

CREATE INDEX имя ON таблица USING HASH (столбец);

GiST-индексы представляют собой не просто разновидность индексов, а инфраструктуру, позволяющую реализовать много разных стратегий индексирования. Как следствие, GiST-индексы могут применяться с разными операторами, в зависимости от стратегии индексирования (класса операторов). Например, стандартный дистрибутив Postgres Pro включает классы операторов GiST для нескольких двумерных типов геометрических данных, что позволяет применять индексы в запросах с операторами:

<<
&<
&>
>>
<<|
&<|
|&>
|>>
@>
<@
~=
&&

(Эти операторы описаны в Разделе 9.11.) Классы операторов GiST, включённые в стандартный дистрибутив, описаны в Таблице 60.1. В коллекции contrib можно найти и другие классы операторов GiST, реализованные как отдельные проекты. За дополнительными сведениями обратитесь к Главе 60.

GiST-индексы также могут оптимизировать поиск «ближайшего соседа», например такой:

SELECT * FROM places ORDER BY location <-> point '(101,456)' LIMIT 10;

который возвращает десять расположений, ближайших к заданной точке. Возможность такого применения индекса опять же зависит от класса используемого оператора. Операторы, которые можно использовать таким образом, перечислены в Таблице 60.1, в столбце «Операторы сортировки».

Индексы SP-GiST, как и GiST, предоставляют инфраструктуру, поддерживающие различные типы поиска. SP-GiST позволяет организовывать на диске самые разные несбалансированные структуры данных, такие как деревья квадрантов, k-мерные и префиксные деревья. Например, стандартный дистрибутив Postgres Pro включает классы операторов SP-GiST для точек в двумерном пространстве, что позволяет применять индексы в запросах с операторами:

<<
>>
~=
<@
<^
>^

(Эти операторы описаны в Разделе 9.11.) Классы операторов SP-GiST, включённые в стандартный дистрибутив, описаны в Таблице 61.1. За дополнительными сведениями обратитесь к Главе 61.

Индексы SP-GiST, используемые с оператором упорядочивания, могут оптимизировать поиск «ближайших соседей». Для классов операторов индекса SP-GiST соответствующий оператор указан в столбце «Операторы упорядочивания» в Таблице 61.1.

GIN-индексы представляют собой «инвертированные индексы», в которых могут содержаться значения с несколькими ключами, например массивы. Инвертированный индекс содержит отдельный элемент для значения каждого компонента, и может эффективно работать в запросах, проверяющих присутствие определённых значений компонентов.

Подобно GiST и SP-GiST, индексы GIN могут поддерживать различные определённые пользователем стратегии и в зависимости от них могут применяться с разными операторами. Например, стандартный дистрибутив Postgres Pro включает класс операторов GIN для массивов, что позволяет применять индексы в запросах с операторами:

<@
@>
=
&&

(Эти операторы описаны в Разделе 9.18.) Классы операторов GIN, включённые в стандартный дистрибутив, описаны в Таблице 62.1. В коллекции contrib и в отдельных проектах можно найти и много других классов операторов GIN. За дополнительными сведениями обратитесь к Главе 62.

BRIN-индексы (сокращение от Block Range INdexes, Индексы зон блоков) хранят обобщённые сведения о значениях, находящихся в физически последовательно расположенных блоках таблицы. Подобно GiST, SP-GiST и GIN, индексы BRIN могут поддерживать определённые пользователем стратегии, и в зависимости от них применяться с разными операторами. Для типов данных, имеющих линейный порядок сортировки, записям в индексе соответствуют минимальные и максимальные значения данных в столбце для каждой зоны блоков. Это позволяет поддерживать запросы со следующими операторами:

<
<=
=
>=
>

Классы операторов BRIN, включённые в стандартный дистрибутив, описаны в Таблице 63.1. За дополнительными сведениями обратитесь к Главе 63.