PostgreSQL Antipatterns: устраняем вложенные интервалы30.09.2024 17:15

Недавно попался на глаза примерно вот такой запрос, которым хотели отобрать в таблице (очевидно, для последующего удаления) все id записей интервалов, которые полностью перекрыты каким-то другим интервалом того же owner'а:

Ищем покрывающие интервалы

Ищем покрывающие интервалы

Как несложно заметить при анализе плана этого запроса на explain.tensor.ru, 98% всего времени ушло на достаточно бессмысленный Hash Join:

Доминирующий Hash Join

Доминирующий Hash Join

Бессмысленный он по той простой причине, что сформировав больше 100M соединенных пар записей, 99% из них он вынужден был отфильтровать по условию.

Как сделать запрос этот эффективнее?…

Для начала восстановим тестовую таблицу интервалов, которую мы использовали в статье «PostgreSQL Antipatterns: работаем с отрезками в «кровавом энтерпрайзе»: 

CREATE TABLE ranges(
  id
    serial
, owner
    integer
, dtb -- начало интервала
    date
, dte -- окончание интервала
    date
);

INSERT INTO ranges(
  owner
, dtb
, dte
)
SELECT
  (random() * 1e4)::integer -- 10K разных owner'ов
, dtb
, dtb + (random() * 1e2)::integer
FROM
  (
    SELECT
      now()::date - (random() * 1e3)::integer dtb
    FROM
      generate_series(1, 1e6) -- миллион записей
  ) T;

В данном случае уникальный id записи нам дан по условию задачи, но он не является обязательным для устранения дубль-записей — можно воспользоваться ctid, как в статье «DBA: вычищаем клон-записи из таблицы без PK», если никто не пытается активно менять данные у нас «под ногами».

По большому счету, никакой пользы от сравнения записей с разными owner'ами нам вообще нет, так что давайте сразу разложим имеющиеся интервалы на непересекающиеся сегменты: 

SELECT
  owner
, array_agg(daterange(dtb, dte, '[]') ORDER BY id) rngs -- массив интервалов
, array_agg(id ORDER BY id) ids                         -- массив id записей
FROM
  ranges
GROUP BY
  1

Тут мы сразу распределили интервалы и идентификаторы в два массива с [неважно каким, лишь бы] одинаковым порядком исходных записей (ORDER BY id).

Теперь в каждой такой группе надо всего лишь найти id интервалов, перекрытые каким-то из «соседей». Для этого развернем и пронумеруем массив интервалов с помощью unnest WITH ORDINALITY: 

SELECT
  ids[ni] id
FROM
  unnest(rngs)
    WITH ORDINALITY X(i, ni)
WHERE
  i <@ ANY(rngs[:ni-1] || rngs[ni+1:]) -- покрыт кем-то из "соседей"

Факт покрытия установим, воспользовавшись оператором <@ ANY, а массив «соседей» соберем конкатенацией двух слайсов исходного массива до/после нужного элемента rngs[:ni-1] || rngs[ni+1:].

Все, наш запрос принял следующий вид: 

SELECT
  id
FROM
  (
    SELECT
      owner
    , array_agg(daterange(dtb, dte, '[]') ORDER BY id) rngs
    , array_agg(id ORDER BY id) ids
    FROM
      ranges
    GROUP BY
      1
  ) X
, LATERAL (
    SELECT
      ids[ni] id
    FROM
      unnest(rngs)
        WITH ORDINALITY X(i, ni)
    WHERE
      i <@ ANY(rngs[:ni-1] || rngs[ni+1:])
  ) Y;

А вот и его план — почти в 7 раз быстрее!

Ищем покрытие

Ищем покрытие «за один проход»

Мы молодцы? Ну, почти…

Совпадение интервалов

Проблема тут, ровно как и в исходном запросе, в том, что если два диапазона полностью совпадают, то <@ вернет TRUE для обоих — и, потенциально, мы оба их удалим.

Причем, даже если мы добавим в исходном запросе условие AND daterange(i.dtb, i.dte, '[]') <> daterange(o.dtb, o.dte, '[]') — это не исправит ситуацию, просто теперь они оба вместе останутся — все потому, что исходный запрос «симметричен» относительно обоих чтений таблиц.

Исправить это можно, добавив условие, чтобы отбирался наименьший id для пары одинаковых интервалов: 

SELECT DISTINCT
  i.id
FROM
  ranges o
JOIN
  ranges i
    ON i.owner = o.owner AND
    i.id <> o.id AND
    (
      ( -- разбиваем условие по совпадению интервалов
        daterange(i.dtb, i.dte, '[]') <> daterange(o.dtb, o.dte, '[]') AND
        daterange(i.dtb, i.dte, '[]') <@ daterange(o.dtb, o.dte, '[]')
      ) OR
      (
        daterange(i.dtb, i.dte, '[]') = daterange(o.dtb, o.dte, '[]') AND
        i.id < o.id
      )
    );

Только вот его длительность, и так немалая, выросла втрое из-за многократного формирования daterange (это ой как недешево!):

Учет совпадения интервалов дается дорого

Учет совпадения интервалов дается дорого

Как это можно организовать такое в нашем «быстром» варианте?

Помните замечание, что неважно в каком одинаковом порядке собирать записи в массивы? Давайте используем этот факт в свою пользу — отсортируем все интервалы одного owner'а сначала по длине dte - dtb, а потом по id: 

SELECT
  owner
, array_agg(daterange(dtb, dte, '[]') ORDER BY dte - dtb, id) rngs
, array_agg(id ORDER BY dte - dtb, id) ids
FROM
  ranges
GROUP BY
  1

В этом случае очевидно, что «покрывающий» интервал может лежать в массиве только «правее» анализируемого (у него длина точно должна быть не меньше, а id — больше), и «клеить» слайсы нам больше нет необходимости: 

SELECT
  id
FROM
  (
    SELECT
      owner
    , array_agg(daterange(dtb, dte, '[]') ORDER BY dte - dtb, id) rngs
    , array_agg(id ORDER BY dte - dtb, id) ids
    FROM
      ranges
    GROUP BY
      1
  ) X
, LATERAL (
    SELECT
      ids[ni] id
    FROM
      unnest(rngs)
        WITH ORDINALITY X(i, ni)
    WHERE
      i <@ ANY(rngs[ni+1:]) -- проверяем покрытие "соседями" справа
  ) Y;

Мало того, что мы исправили досадную проблему с совпадающих интервалов, так еще и умудрились сделать «быструю» версию почти вдвое быстрее:

Самый быстрый план

Самый быстрый план

Не факт, что в реальных условиях вам придется зачищать интервалы подобным образом на «миллионных» таблицах, но разница времени исполнения запроса в 30 раз стоит того, чтобы знать и о такой методике.

© Habrahabr.ru