67.1. Введение
BRIN расшифровывается как «Block Range Index» (Индекс зон блоков). BRIN предназначается для обработки очень больших таблиц, в которых определённые столбцы некоторым естественным образом коррелируют с их физическим расположением в таблице.
В BRIN используется понятие зоны блоков (или «зоны страниц»). Зоной блоков называется группа страниц, физически расположенных в таблице рядом; для каждой зоны в индексе сохраняется некоторая сводная информация. Например, в таблице заказов магазина может содержаться поле с датой добавления заказа, и практически всегда записи более ранних заказов и в таблице будут размещены ближе к началу; в таблице, содержащей столбец с почтовым индексом, также естественным образом могут группироваться записи по городам.
Индексы BRIN могут удовлетворять запросы, выполняя обычное сканирование по битовой карте, и будут возвращать все кортежи во всех страницах каждой зоны, если сводные данные, сохранённые в индексе, соответствуют условиям запроса. Исполнитель запроса должен перепроверить эти кортежи и отбросить те, что не соответствуют условиям запроса — другими словами, эти индексы неточные. Так как индекс BRIN очень маленький, сканирование индекса влечёт мизерные издержки по сравнению с последовательным сканированием, но может избавить от необходимости сканирования больших областей таблицы, которые определённо не содержат подходящие кортежи.
Конкретные данные, которые будут хранится в индексе BRIN, а также запросы, которые сможет поддержать этот индекс, зависят от класса операторов, выбранного для каждого столбца индекса. Например, типы данных с линейным порядком сортировки могут иметь классы операторов, хранящие минимальное и максимальное значение для каждой зоны блоков; для геометрических типов может храниться прямоугольник, вмещающий все объекты в зоне блоков.
Размер зоны блоков определяется в момент создания индекса параметром хранения pages_per_range. Число записей в индексе будет равняться размеру отношения в страницах, делённому на установленное значение pages_per_range. Таким образом, чем меньше это число, тем больше становится индекс (так как в нём требуется хранить больше элементов), но в то же время сводные данные могут быть более точными и большее число блоков данных может быть пропущено при сканировании индекса.
67.1.1. Обслуживание индекса
Во время создания индекса сканируются все существующие страницы, и в результате в индексе создаётся сводный кортеж для каждой зоны, в том числе, возможно неполной зоны в конце. По мере того, как данными наполняются новые страницы, если они оказываются в зонах, для которых уже есть сводная информация, она будет обновлена с учётом данных из новых кортежей. Если же создаётся новая страница, не попадающая в последнюю зону, для зоны, в которую попадает новая страница, сводная запись не рассчитывается автоматически; кортежи на таких страницах остаются неучтёнными, пока не будет проведён начальный расчёт сводных данных для этой зоны.
Начальный расчёт сводки для зоны страниц может производиться несколькими способами. Во-первых, сводка рассчитывается в ходе процедуры VACUUM, запущенной вручную или из процесса autovacuum, для всех существующих зон. Во-вторых, если включён параметр autosummarize для индекса (по умолчанию он отключён), при автоочистке этой базы данных производится расчёт сводки для всех зон без сводной информации, охватывающих недавно заполненные страницы таблицы, независимо от того, выполняется ли автоочистка именно этой таблицы; подробнее см. ниже.
Наконец, можно использовать следующие функции:
brin_summarize_new_values(regclass), рассчитывающую сводку для зон без сводных данных; |
brin_summarize_range(regclass, bigint), рассчитывающую сводку для зоны без сводных данных, содержащей указанную страницу. |
Когда включён режим автопересчёта сводки, при первом добавлении данных в первую страницу новой зоны процессу autovacuum передаётся запрос на расчёт сводки для этой зоны. Этот запрос будет выполнен при следующей обработке этой базы рабочим процессом автоочистки. Если очередь запросов переполнена, запрос в неё не записывается и в журнал сервера выводится соответствующее сообщение:
LOG: request for BRIN range summarization for index "brin_wi_idx" page 128 was not recorded
В этом случае зона останется без сводного значения, а чтобы его рассчитать, нужно вручную выполнить очистку этой таблицы или вызвать одну из вышеуказанных функций.
И наоборот, можно удалить сводное значение для зоны, вызвав функцию brin_desummarize_range(regclass, bigint), что может быть полезно, когда этот кортеж в индексе становится не очень хорошим представлением соответствующих данных, так как они изменились. За дополнительной информацией обратитесь к Подразделу 9.26.8.
67.1. Introduction
BRIN stands for Block Range Index. BRIN is designed for handling very large tables in which certain columns have some natural correlation with their physical location within the table.
BRIN works in terms of block ranges (or “page ranges”). A block range is a group of pages that are physically adjacent in the table; for each block range, some summary info is stored by the index. For example, a table storing a store's sale orders might have a date column on which each order was placed, and most of the time the entries for earlier orders will appear earlier in the table as well; a table storing a ZIP code column might have all codes for a city grouped together naturally.
BRIN indexes can satisfy queries via regular bitmap index scans, and will return all tuples in all pages within each range if the summary info stored by the index is consistent with the query conditions. The query executor is in charge of rechecking these tuples and discarding those that do not match the query conditions — in other words, these indexes are lossy. Because a BRIN index is very small, scanning the index adds little overhead compared to a sequential scan, but may avoid scanning large parts of the table that are known not to contain matching tuples.
The specific data that a BRIN index will store, as well as the specific queries that the index will be able to satisfy, depend on the operator class selected for each column of the index. Data types having a linear sort order can have operator classes that store the minimum and maximum value within each block range, for instance; geometrical types might store the bounding box for all the objects in the block range.
The size of the block range is determined at index creation time by the pages_per_range storage parameter. The number of index entries will be equal to the size of the relation in pages divided by the selected value for pages_per_range. Therefore, the smaller the number, the larger the index becomes (because of the need to store more index entries), but at the same time the summary data stored can be more precise and more data blocks can be skipped during an index scan.
67.1.1. Index Maintenance
At the time of creation, all existing heap pages are scanned and a summary index tuple is created for each range, including the possibly-incomplete range at the end. As new pages are filled with data, page ranges that are already summarized will cause the summary information to be updated with data from the new tuples. When a new page is created that does not fall within the last summarized range, the range that the new page belongs into does not automatically acquire a summary tuple; those tuples remain unsummarized until a summarization run is invoked later, creating the initial summary for that range.
There are several ways to trigger the initial summarization of a page range. If the table is vacuumed, either manually or by autovacuum, all existing unsummarized page ranges are summarized. Also, if the index's autosummarize parameter is enabled, which it isn't by default, whenever autovacuum runs in that database, summarization will occur for all unsummarized page ranges that have been filled, regardless of whether the table itself is processed by autovacuum; see below.
Lastly, the following functions can be used:
brin_summarize_new_values(regclass) which summarizes all unsummarized ranges; |
brin_summarize_range(regclass, bigint) which summarizes only the range containing the given page, if it is unsummarized. |
When autosummarization is enabled, a request is sent to autovacuum to execute a targeted summarization for a block range when an insertion is detected for the first item of the first page of the next block range, to be fulfilled the next time an autovacuum worker finishes running in the same database. If the request queue is full, the request is not recorded and a message is sent to the server log:
LOG: request for BRIN range summarization for index "brin_wi_idx" page 128 was not recorded
When this happens, the range will remain unsummarized until the next regular vacuum run on the table, or one of the functions mentioned above are invoked.
Conversely, a range can be de-summarized using the brin_desummarize_range(regclass, bigint) function, which is useful when the index tuple is no longer a very good representation because the existing values have changed. See Section 9.26.8 for details.
