10.1. Обзор
SQL — язык со строгой типизацией. То есть каждый элемент данных в нём имеет некоторый тип, определяющий его поведение и допустимое использование. PostgreSQL наделён расширяемой системой типов, более универсальной и гибкой по сравнению с другими реализациями SQL. При этом преобразования типов в PostgreSQL в основном подчиняются определённым общим правилам, для их понимания не нужен эвристический анализ. Благодаря этому в выражениях со смешанными типами можно использовать даже типы, определённые пользователями.
Анализатор выражений PostgreSQL разделяет их лексические элементы на пять основных категорий: целые числа, другие числовые значения, текстовые строки, идентификаторы и ключевые слова. Константы большинства не числовых типов сначала классифицируются как строки. В определении языка SQL допускается указывать имена типов в строках и это можно использовать в PostgreSQL, чтобы направить анализатор по верному пути. Например, запрос:
SELECT text 'Origin' AS "label", point '(0,0)' AS "value"; label | value --------+------- Origin | (0,0) (1 row)
содержит две строковых константы, типа text и типа point. Если для такой константы не указан тип, для неё первоначально предполагается тип unknown, который затем может быть уточнён, как описано ниже.
В SQL есть четыре фундаментальных фактора, определяющих правила преобразования типов для анализатора выражений PostgreSQL:
- Вызовы функций
Система типов PostgreSQL во многом построена как дополнение к богатым возможностям функций. Функции могут иметь один или несколько аргументов, и при этом PostgreSQL разрешает перегружать имена функций, так что имя функции само по себе не идентифицирует вызываемую функцию; анализатор выбирает правильную функцию в зависимости от типов переданных аргументов.
- Операторы
PostgreSQL позволяет использовать в выражениях префиксные и постфиксные операторы с одним аргументом, а также операторы с двумя аргументами. Как и функции, операторы можно перегружать, так что и с ними существует проблема выбора правильного оператора.
- Сохранение значений
SQL-операторы
INSERTиUPDATEпомещают результаты выражений в таблицы. При этом получаемые значения должны соответствовать типам целевых столбцов или, возможно, приводиться к ним.UNION,CASEи связанные конструкцииТак как все результаты запроса объединяющего оператора
SELECTдолжны оказаться в одном наборе столбцов, результаты каждого подзапросаSELECTдолжны приводиться к одному набору типов. Подобным образом, результирующие выражения конструкцииCASEдолжны приводиться к общему типу, так как выражениеCASEв целом должно иметь определённый выходной тип. Подобное определение общего типа для значений нескольких подвыражений требуется и для некоторых других конструкций, напримерARRAY[], а также для функцийGREATESTиLEAST.
Информация о существующих преобразованиях или приведениях типов, для каких типов они определены и как их выполнять, хранится в системных каталогах. Пользователь также может добавить дополнительные преобразования с помощью команды CREATE CAST. (Обычно это делается, когда определяются новые типы данных. Набор приведений для встроенных типов достаточно хорошо проработан, так что его лучше не менять.)
Дополнительная логика анализа помогает выбрать оптимальное приведение в группах типов, допускающих неявные преобразования. Для этого типы данных разделяются на несколько базовых категорий, которые включают: boolean, numeric, string, bitstring, datetime, timespan, geometric, network и пользовательские типы. (Полный список категорий приведён в Таблице 52.63; хотя его тоже можно расширить, определив свои категории.) В каждой категории могут быть выбраны один или несколько предпочитаемых типов, которые будут считаться наиболее подходящими при рассмотрении нескольких вариантов. Аккуратно выбирая предпочитаемые типы и допустимые неявные преобразования, можно добиться того, что выражения с неоднозначностями (в которых возможны разные решения задачи преобразования) будут разрешаться наилучшим образом.
Все правила преобразования типов разработаны с учётом следующих принципов:
Результат неявных преобразованиях всегда должен быть предсказуемым и понятным.
Если в неявном преобразовании нет нужды, анализатор и исполнитель запроса не должны тратить лишнее время на это. То есть, если запрос хорошо сформулирован и типы значений совпадают, он должен выполняться без дополнительной обработки в анализаторе и без лишних вызовов неявных преобразований.
Кроме того, если запрос изначально требовал неявного преобразования для функции, а пользователь определил новую функцию с точно совпадающими типами аргументов, анализатор должен переключиться на новую функцию и больше не выполнять преобразование для вызова старой.
65.1. Introduction
SP-GiST is an abbreviation for space-partitioned GiST. SP-GiST supports partitioned search trees, which facilitate development of a wide range of different non-balanced data structures, such as quad-trees, k-d trees, and radix trees (tries). The common feature of these structures is that they repeatedly divide the search space into partitions that need not be of equal size. Searches that are well matched to the partitioning rule can be very fast.
These popular data structures were originally developed for in-memory usage. In main memory, they are usually designed as a set of dynamically allocated nodes linked by pointers. This is not suitable for direct storing on disk, since these chains of pointers can be rather long which would require too many disk accesses. In contrast, disk-based data structures should have a high fanout to minimize I/O. The challenge addressed by SP-GiST is to map search tree nodes to disk pages in such a way that a search need access only a few disk pages, even if it traverses many nodes.
Like GiST, SP-GiST is meant to allow the development of custom data types with the appropriate access methods, by an expert in the domain of the data type, rather than a database expert.
Some of the information here is derived from Purdue University's SP-GiST Indexing Project web site. The SP-GiST implementation in Postgres Pro is primarily maintained by Teodor Sigaev and Oleg Bartunov, and there is more information on their web site.