11.8. Частичные индексы

Частичный индекс — это индекс, который строится по подмножеству строк таблицы, определяемому условным выражением (оно называется предикатом частичного индекса). Такой индекс содержит записи только для строк, удовлетворяющих предикату. Частичные индексы довольно специфичны, но в ряде ситуаций они могут быть очень полезны.

Частичные индексы могут быть полезны, во-первых, тем, что позволяют избежать индексирования распространённых значений. Так как при поиске распространённого значения (такого, которое содержится в значительном проценте всех строк) индекс всё равно не будет использоваться, хранить эти строки в индексе нет смысла. Исключив их из индекса, можно уменьшить его размер, а значит и ускорить запросы, использующие этот индекс. Это также может ускорить операции изменения данных в таблице, так как индекс будет обновляться не всегда. Возможное применение этой идеи проиллюстрировано в Примере 11-1.

CREATE TABLE access_log (
    url varchar,
    client_ip inet,
    ...
);

CREATE INDEX access_log_client_ip_ix ON access_log (client_ip)
WHERE NOT (client_ip > inet '192.168.100.0' AND
           client_ip < inet '192.168.100.255');

SELECT *
FROM access_log
WHERE url = '/index.html' AND client_ip = inet '212.78.10.32';

SELECT *
FROM access_log
WHERE client_ip = inet '192.168.100.23';

Во-вторых, частичные индексы могут быть полезны тем, что позволяют исключить из индекса значения, которые обычно не представляют интереса; это проиллюстрировано в Примере 11-2. При этом вы получаете те же преимущества, что и в предыдущем случае, но система не сможет извлечь "неинтересные" значения по этому индексу, даже если сканирование индекса может быть эффективным. Очевидно, настройка частичных индексов в таких случаях требует тщательного анализа и тестирования.

CREATE INDEX orders_unbilled_index ON orders (order_nr)
    WHERE billed is not true;

SELECT * FROM orders WHERE billed is not true AND order_nr < 10000;

SELECT * FROM orders WHERE billed is not true AND amount > 5000.00;

SELECT * FROM orders WHERE order_nr = 3501;

Пример 11-2 также показывает, что индексируемая колонка не обязательно должна совпадать с колонкой, используемой в предикате. PostgreSQL поддерживает частичные индексы с произвольными предикатами — главное, чтобы в них фигурировали только колонки индексируемой таблицы. Однако не забывайте, что предикат должен соответствовать условиям запросов, для оптимизации которых предназначается данный индекс. Точнее, частичный индекс будет применяться в запросе, только если система сможет понять, что условие WHERE данного запроса математически сводится к предикату индекса. Но учтите, что PostgreSQL не умеет доказывать математические утверждения об эквивалентности выражений, записанных в разных формах. (Составить программу для таких доказательств крайне сложно, и если даже это удастся, скорость её будет неприемлема для применения на практике.) Система может выявить только самые простые следствия с неравенствами; например, понять, что из "x < 1" следует "x < 2"; во всех остальных случаях условие предиката должно точно совпадать с условием в предложении WHERE, иначе индекс будет считаться неподходящим. Сопоставление условий происходит во время планирования запросов, а не во время выполнения. Как следствие, запросы с параметрами не будут работать с частичными индексами. Например, условие с параметром "x < ?" в подготовленном запросе никогда не будет сведено к "x < 2" при всех возможных значениях параметра.

Третье возможное применение частичных индексов вообще не связано с использованием индекса в запросах. Идея заключается в том, чтобы создать уникальный индекс по подмножеству строк таблицы, как в Примере 11-3. Это обеспечит уникальность среди строк, удовлетворяющих условию предиката, но никак не будет ограничивать остальные.

CREATE TABLE tests (
    subject text,
    target text,
    success boolean,
    ...
);

CREATE UNIQUE INDEX tests_success_constraint ON tests (subject, target)
    WHERE success;

Наконец, с помощью частичных индексов можно также переопределять выбираемый системой план запроса. Возможно, что для данных с неудачным распределением система решит использовать индекс, тогда как на самом деле это неэффективно. В этом случае индекс можно настроить так, чтобы в подобных запросах он не работал. Обычно PostgreSQL принимает разумные решения относительно применения индексов (т. е. старается не использовать их для получения распространённых значений, так что частичный индекс в вышеприведённом примере помог только уменьшить размер индекса, для отказа от использования индекса он не требовался), поэтому крайне неэффективный план может быть поводом для сообщения об ошибке.

Помните, что настраивая частичный индекс, вы тем самым заявляете, что знаете о данных гораздо больше, чем планировщик запросов. В частности, вы знаете, когда такой индекс может быть полезен. Это знание обязательно должно подкрепляться опытом и пониманием того, как работают индексы в PostgreSQL. В большинстве случаев преимущества частичных индексов по сравнению с обычными будут минимальными.

Узнать о частичных индексах больше можно в следующих источниках: The case for partial indexes, Partial indexing in POSTGRES: research project и Generalized Partial Indexes (cached version) .