在PostgreSQL中使用ltree处理层次结构数据的方法
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2022-03-13 08:21:22
在本文中，我们将学习如何使用postgresql的ltree模块，该模块允许以分层的树状结构存储数据。什么是ltree？ltree是postgresql模块。它实现了一种数据类型ltree，用于表示存...
在本文中，我们将学习如何使用postgresql的ltree模块，该模块允许以分层的树状结构存储数据。
什么是ltree？
ltree是postgresql模块。它实现了一种数据类型ltree，用于表示存储在分层树状结构中的数据的标签。提供了用于搜索标签树的广泛工具。
为什么选择ltree？
- ltree实现了一个物化路径，对于insert / update / delete来说非常快，而对于select操作则较快
- 通常，它比使用经常需要重新计算分支的递归cte或递归函数要快
- 如内置的查询语法和专门用于查询和导航树的运算符
- 索引！！！
初始数据
首先，您应该在数据库中启用扩展。您可以通过以下命令执行此操作：
create extension ltree;
让我们创建表并向其中添加一些数据：
create table comments (user_id integer, description text, path ltree); insert into comments (user_id, description, path) values ( 1, md5(random()::text), '0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 2, md5(random()::text), '0001.0001.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 2, md5(random()::text), '0001.0001.0001.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 1, md5(random()::text), '0001.0001.0001.0002'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 5, md5(random()::text), '0001.0001.0001.0003'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 6, md5(random()::text), '0001.0002'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 6, md5(random()::text), '0001.0002.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 6, md5(random()::text), '0001.0003'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 8, md5(random()::text), '0001.0003.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 9, md5(random()::text), '0001.0003.0002'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 11, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 2, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 5, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0003'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 7, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0001'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 20, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0002'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 31, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0003'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 22, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0004'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 34, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0005'); insert into comments (user_id, description, path) values ( 22, md5(random()::text), '0001.0003.0002.0002.0006');
另外，我们应该添加一些索引：
create index path_gist_comments_idx on comments using gist(path); create index path_comments_idx on comments using btree(path);
正如您看到的那样，我建立comments表时带有path字段，该字段包含该表的tree全部路径。如您所见，对于树分隔符，我使用4个数字和点。
让我们在commenets表中找到path以‘0001.0003'的记录：
$ select user_id, path from comments where path <@ '0001.0003'; user_id | path ---------+-------------------------- 6 | 0001.0003 8 | 0001.0003.0001 9 | 0001.0003.0002 11 | 0001.0003.0002.0001 2 | 0001.0003.0002.0002 5 | 0001.0003.0002.0003 7 | 0001.0003.0002.0002.0001 20 | 0001.0003.0002.0002.0002 31 | 0001.0003.0002.0002.0003 22 | 0001.0003.0002.0002.0004 34 | 0001.0003.0002.0002.0005 22 | 0001.0003.0002.0002.0006 (12 rows)
让我们通过explain命令检查这个sql：
$ explain analyze select user_id, path from comments where path <@ '0001.0003';
query plan
----------------------------------------------------------------------------------------------------
seq scan on comments (cost=0.00..1.24 rows=2 width=38) (actual time=0.013..0.017 rows=12 loops=1)
filter: (path <@ '0001.0003'::ltree)
rows removed by filter: 7
total runtime: 0.038 ms
(4 rows)
让我们禁用seq scan进行测试：
$ set enable_seqscan=false;
set
$ explain analyze select user_id, path from comments where path <@ '0001.0003';
query plan
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
index scan using path_gist_comments_idx on comments (cost=0.00..8.29 rows=2 width=38) (actual time=0.023..0.034 rows=12 loops=1)
index cond: (path <@ '0001.0003'::ltree)
total runtime: 0.076 ms
(3 rows)
现在sql慢了，但是能看到sql是怎么使用index的。
第一个sql语句使用了sequence scan，因为在表中没有太多的数据。
我们可以将select “path <@ ‘0001.0003'” 换种实现方法：
$ select user_id, path from comments where path ~ '0001.0003.*'; user_id | path ---------+-------------------------- 6 | 0001.0003 8 | 0001.0003.0001 9 | 0001.0003.0002 11 | 0001.0003.0002.0001 2 | 0001.0003.0002.0002 5 | 0001.0003.0002.0003 7 | 0001.0003.0002.0002.0001 20 | 0001.0003.0002.0002.0002 31 | 0001.0003.0002.0002.0003 22 | 0001.0003.0002.0002.0004 34 | 0001.0003.0002.0002.0005 22 | 0001.0003.0002.0002.0006 (12 rows)
你不应该忘记数据的顺序，如下的例子：
$ insert into comments (user_id, description, path) values ( 9, md5(random()::text), '0001.0003.0001.0001'); $ insert into comments (user_id, description, path) values ( 9, md5(random()::text), '0001.0003.0001.0002'); $ insert into comments (user_id, description, path) values ( 9, md5(random()::text), '0001.0003.0001.0003'); $ select user_id, path from comments where path ~ '0001.0003.*'; user_id | path ---------+-------------------------- 6 | 0001.0003 8 | 0001.0003.0001 9 | 0001.0003.0002 11 | 0001.0003.0002.0001 2 | 0001.0003.0002.0002 5 | 0001.0003.0002.0003 7 | 0001.0003.0002.0002.0001 20 | 0001.0003.0002.0002.0002 31 | 0001.0003.0002.0002.0003 22 | 0001.0003.0002.0002.0004 34 | 0001.0003.0002.0002.0005 22 | 0001.0003.0002.0002.0006 9 | 0001.0003.0001.0001 9 | 0001.0003.0001.0002 9 | 0001.0003.0001.0003 (15 rows)
现在进行排序：
$ select user_id, path from comments where path ~ '0001.0003.*' order by path; user_id | path ---------+-------------------------- 6 | 0001.0003 8 | 0001.0003.0001 9 | 0001.0003.0001.0001 9 | 0001.0003.0001.0002 9 | 0001.0003.0001.0003 9 | 0001.0003.0002 11 | 0001.0003.0002.0001 2 | 0001.0003.0002.0002 7 | 0001.0003.0002.0002.0001 20 | 0001.0003.0002.0002.0002 31 | 0001.0003.0002.0002.0003 22 | 0001.0003.0002.0002.0004 34 | 0001.0003.0002.0002.0005 22 | 0001.0003.0002.0002.0006 5 | 0001.0003.0002.0003 (15 rows)
可以在lquery的非星号标签的末尾添加几个修饰符，以使其比完全匹配更匹配：
“ @”-不区分大小写匹配，例如a @匹配a
“ *”-匹配任何带有该前缀的标签，例如foo *匹配foobar
“％”-匹配以下划线开头的单词
$ select user_id, path from comments where path ~ '0001.*{1,2}.0001|0002.*' order by path;
user_id | path
---------+--------------------------
2 | 0001.0001.0001
2 | 0001.0001.0001.0001
1 | 0001.0001.0001.0002
5 | 0001.0001.0001.0003
6 | 0001.0002.0001
8 | 0001.0003.0001
9 | 0001.0003.0001.0001
9 | 0001.0003.0001.0002
9 | 0001.0003.0001.0003
9 | 0001.0003.0002
11 | 0001.0003.0002.0001
2 | 0001.0003.0002.0002
7 | 0001.0003.0002.0002.0001
20 | 0001.0003.0002.0002.0002
31 | 0001.0003.0002.0002.0003
22 | 0001.0003.0002.0002.0004
34 | 0001.0003.0002.0002.0005
22 | 0001.0003.0002.0002.0006
5 | 0001.0003.0002.0003
(19 rows)
我们来为parent ‘0001.0003'找到所有直接的childrens，见下：
$ select user_id, path from comments where path ~ '0001.0003.*{1}' order by path;
user_id | path
---------+----------------
8 | 0001.0003.0001
9 | 0001.0003.0002
(2 rows)
为parent ‘0001.0003'找到所有的childrens，见下：
$ select user_id, path from comments where path ~ '0001.0003.*' order by path; user_id | path ---------+-------------------------- 6 | 0001.0003 8 | 0001.0003.0001 9 | 0001.0003.0001.0001 9 | 0001.0003.0001.0002 9 | 0001.0003.0001.0003 9 | 0001.0003.0002 11 | 0001.0003.0002.0001 2 | 0001.0003.0002.0002 7 | 0001.0003.0002.0002.0001 20 | 0001.0003.0002.0002.0002 31 | 0001.0003.0002.0002.0003 22 | 0001.0003.0002.0002.0004 34 | 0001.0003.0002.0002.0005 22 | 0001.0003.0002.0002.0006 5 | 0001.0003.0002.0003 (15 rows)
为children ‘0001.0003.0002.0002.0005'找到parent:
$ select user_id, path from comments where path = subpath('0001.0003.0002.0002.0005', 0, -1) order by path;
user_id | path
---------+---------------------
2 | 0001.0003.0002.0002
(1 row)
如果你的路径不是唯一的，你会得到多条记录。
概述
可以看出，使用ltree的物化路径非常简单。在本文中，我没有列出ltree的所有可能用法。它不被视为全文搜索问题ltxtquery。但是您可以在postgresql官方文档()中找到它。
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