用于比较JSONB值的PostgreSQL索引



我们正在PostgreSQL 12/13上试用JSONB,看看它是否比一堆扩展表(我想是EAV(更好地替代可定制的扩展属性。到目前为止,我对结果印象深刻,尽管使用GIN索引比最初看起来更棘手。

实验台很简单:

create TABLE jtest (
id SERIAL PRIMARY KEY,
text text,
ext jsonb
);
CREATE INDEX jtest_ext_gin_idx ON jtest USING gin (ext);

我正在插入一些不同的数据与(更大版本的(这个可怕的块(引用仅用于db-fiddle(:

DO 'BEGIN
FOR r IN 1..100000 LOOP
IF r % 10 <= 3 THEN
-- some entries have no extension
INSERT INTO jtest (text, ext) VALUES (''json-'' || LPAD(r::text, 10, ''0''), NULL);
ELSEIF r % 10 = 7 THEN
-- let''s add some numbers and wannabe "dates"
INSERT INTO jtest (text, ext)
VALUES (''json-'' || LPAD(r::text, 10, ''0''), (''{'' ||
''"hired": "'' || current_date - width_bucket(random(), 0, 1, 1000) || ''",'' ||
''"rating": '' || width_bucket(random(), 0, 1, 10) || ''}'')::jsonb);
ELSE
INSERT INTO jtest (text, ext)
VALUES (''json-'' || LPAD(r::text, 10, ''0''), (''{"email": "user'' || r || ''@mycompany.com", "other-key-'' || r || ''": "other-value-'' || r || ''"}'')::jsonb);
END IF;
END LOOP;
END';

各种精确值匹配操作都很容易,GIN对这些操作非常有效。但我们也需要<和LIKE,但现在我们只关注比较。

示例查询是:

select * from jtest
where ext->>'hired' >= '2020-06-01' -- not using function index on its own

但如果我加上语义上无用的AND,索引就会生效:

select * from jtest
where ext->>'hired' >= '2020-06-01'
and ext?'hired';

这是一个小提琴的例子。

问题1:在我们的应用程序中实现一个查询解释器使其工作是没有问题的,但这是预期的行为吗?难道PG不知道当使用>=时,左侧确实不是空的吗?

我还在(ext->>'hired')-fiddle上实验了函数索引:

CREATE INDEX jtest_ext_hired1_idx ON jtest ((ext->>'hired'));
CREATE INDEX jtest_ext_hired2_idx ON jtest ((ext->>'hired')) WHERE ext ? 'hired';

第二个指数比第一个小得多,我不确定第一个指数是好的。

问题2:当我用ext->>'hired' >= '2020-06-01'执行查询时,它使用了第一个查询,但在我的测试中,有15M行(只返回18k行(。所以这是第一个困惑——我不想在fiddle上重新创建我的内部测试(它会执行太长时间(应该更具体——但无论出于什么原因,都要使用顺序扫描。为什么它在更大的桌子上使用顺序扫描?

答案#2:在运行ANALYZE之后,它确实做到了,并且变得很快。由于这不是最重要的问题,我在这里直接回答。

最后,毫无疑问,有了额外的AND ext ? 'hired',它可以很好地使用jtest_ext_hired2_idx索引(无论是在小提琴中还是在我的大得多的表中(。

问题3:相当笼统,这是正确的方法吗?如果我希望对JSONB中的值使用比较和LIKE操作,我可以用额外的函数索引来覆盖它吗?对于我们的情况来说,它似乎仍然比添加自定义列或连接扩展表更灵活,但它在未来不会影响我们吗?

如手册所述,GIN索引仅支持运算符:??&?|@>@?@@。因此,通过添加(看似无用的(ext?'hired'条件,可以使优化器使用GIN索引(而不是函数索引(。

为了索引雇佣日期,我会创建一个函数,提取值作为合适的日期。不能在索引表达式中使用强制转换,因为强制转换不是不可变的。但是,正如我们所知,yyyy-mm-dd的强制转换确实是不可变的,创建一个标记为不可变的函数并没有错。

create function hire_date(p_input jsonb)
returns date
as
$$
select (p_input ->> 'hired')::date;
$$
language sql
strict
immutable;

然后你可以使用:

CREATE INDEX jtest_ext_hired1_idx ON jtest ( (hire_date(ext)) );

当函数在where子句中使用时,该索引将直接使用:

select * 
from jtest
where hire_date(ext) >= '2020-06-01';

当然,如果键'hire_date'实际上没有包含正确的DATE值,那么这将失败(但由于索引无法更新,它在插入过程中已经失败了(。


LIKE表达式的索引通常很棘手,但如果您只有左锚定的搜索字符串(like 'foo%'(,则可以使用常规的b-tree索引:

create index jtest_email on jtest ( (ext ->> 'email') varchar_pattern_ops);

要使用右锚定搜索字符串(like '%foo%'(为LIKE表达式编制索引,您需要一个三元索引。

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