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Como indexar uma coluna de array de string para consulta pg_trgm `'term' % ANY (array_column)`?

Por que isso não funciona


O tipo de índice (ou seja, classe de operador) gin_trgm_ops é baseado em % operador, que funciona em dois text argumentos:
CREATE OPERATOR trgm.%(
  PROCEDURE = trgm.similarity_op,
  LEFTARG = text,
  RIGHTARG = text,
  COMMUTATOR = %,
  RESTRICT = contsel,
  JOIN = contjoinsel);

Você não pode usar gin_trgm_ops para arrays.Um índice definido para uma coluna de array nunca funcionará com any(array[...]) porque elementos individuais de arrays não são indexados. Indexar um array exigiria um tipo diferente de índice, ou seja, índice de array gin.

Felizmente, o índice gin_trgm_ops foi projetado de forma tão inteligente que está trabalhando com operadores like e ilike , que pode ser usado como uma solução alternativa (exemplo descrito abaixo).

Tabela de teste


tem duas colunas (id serial primary key, names text[]) e contém 100.000 frases latinas divididas em elementos de matriz.
select count(*), sum(cardinality(names))::int words from test;

 count  |  words  
--------+---------
 100000 | 1799389

select * from test limit 1;

 id |                                                     names                                                     
----+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  1 | {fugiat,odio,aut,quis,dolorem,exercitationem,fugiat,voluptates,facere,error,debitis,ut,nam,et,voluptatem,eum}

Procurando a palavra fragmento praesent dá 7051 linhas em 2400 ms:
explain analyse
select count(*)
from test
where 'praesent' % any(names);

                                                  QUERY PLAN                                                   
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Aggregate  (cost=5479.49..5479.50 rows=1 width=0) (actual time=2400.866..2400.866 rows=1 loops=1)
   ->  Seq Scan on test  (cost=0.00..5477.00 rows=996 width=0) (actual time=1.464..2400.271 rows=7051 loops=1)
         Filter: ('praesent'::text % ANY (names))
         Rows Removed by Filter: 92949
 Planning time: 1.038 ms
 Execution time: 2400.916 ms

Visão materializada


Uma solução é normalizar o modelo, envolvendo a criação de uma nova tabela com um único nome em uma linha. Essa reestruturação pode ser difícil de implementar e às vezes impossível devido a consultas, visualizações, funções ou outras dependências existentes. Um efeito semelhante pode ser alcançado sem alterar a estrutura da tabela, usando uma visão materializada.
create materialized view test_names as
    select id, name, name_id
    from test
    cross join unnest(names) with ordinality u(name, name_id)
    with data;

With ordinality não é necessário, mas pode ser útil ao agregar os nomes na mesma ordem da tabela principal. Consultando test_names dá os mesmos resultados que a tabela principal ao mesmo tempo.

Depois de criar o índice, o tempo de execução diminui repetidamente:
create index on test_names using gin (name gin_trgm_ops);

explain analyse
select count(distinct id)
from test_names
where 'praesent' % name

                                                                QUERY PLAN                                                                 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Aggregate  (cost=4888.89..4888.90 rows=1 width=4) (actual time=56.045..56.045 rows=1 loops=1)
   ->  Bitmap Heap Scan on test_names  (cost=141.95..4884.39 rows=1799 width=4) (actual time=10.513..54.987 rows=7230 loops=1)
         Recheck Cond: ('praesent'::text % name)
         Rows Removed by Index Recheck: 7219
         Heap Blocks: exact=8122
         ->  Bitmap Index Scan on test_names_name_idx  (cost=0.00..141.50 rows=1799 width=0) (actual time=9.512..9.512 rows=14449 loops=1)
               Index Cond: ('praesent'::text % name)
 Planning time: 2.990 ms
 Execution time: 56.521 ms

A solução tem algumas desvantagens. Como a visão é materializada, os dados são armazenados duas vezes no banco de dados. Você precisa se lembrar de atualizar a visualização após as alterações na tabela principal. E as consultas podem ser mais complicadas devido à necessidade de unir a visão à tabela principal.

Usando ilike


Podemos usar ilike nas matrizes representadas como texto. Precisamos de uma função imutável para criar o índice no array como um todo:
create function text(text[])
returns text language sql immutable as
$$ select $1::text $$

create index on test using gin (text(names) gin_trgm_ops);

e use a função nas consultas:
explain analyse
select count(*)
from test
where text(names) ilike '%praesent%' 

                                                           QUERY PLAN                                                            
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Aggregate  (cost=117.06..117.07 rows=1 width=0) (actual time=60.585..60.585 rows=1 loops=1)
   ->  Bitmap Heap Scan on test  (cost=76.08..117.03 rows=10 width=0) (actual time=2.560..60.161 rows=7051 loops=1)
         Recheck Cond: (text(names) ~~* '%praesent%'::text)
         Heap Blocks: exact=2899
         ->  Bitmap Index Scan on test_text_idx  (cost=0.00..76.08 rows=10 width=0) (actual time=2.160..2.160 rows=7051 loops=1)
               Index Cond: (text(names) ~~* '%praesent%'::text)
 Planning time: 3.301 ms
 Execution time: 60.876 ms

60 versus 2400 ms, resultado bastante bom sem a necessidade de criar relações adicionais.

Esta solução parece mais simples e requer menos trabalho, desde que ilike , que é uma ferramenta menos precisa que o trgm % operador, é suficiente.

Por que devemos usar ilike em vez de % para matrizes inteiras como texto? A semelhança depende em grande parte do comprimento dos textos. É muito difícil escolher um limite apropriado para a pesquisa de uma palavra em textos longos de vários comprimentos. com limit = 0.3 temos os resultados:
with data(txt) as (
values
    ('praesentium,distinctio,modi,nulla,commodi,tempore'),
    ('praesentium,distinctio,modi,nulla,commodi'),
    ('praesentium,distinctio,modi,nulla'),
    ('praesentium,distinctio,modi'),
    ('praesentium,distinctio'),
    ('praesentium')
)
select length(txt), similarity('praesent', txt), 'praesent' % txt "matched?"
from data;

 length | similarity | matched? 
--------+------------+----------
     49 |   0.166667 | f           <--!
     41 |        0.2 | f           <--!
     33 |   0.228571 | f           <--!
     27 |   0.275862 | f           <--!
     22 |   0.333333 | t
     11 |   0.615385 | t
(6 rows)