PostgreSQL12 表分区 - 分区和继承

2020-06-17 00:00:00 索引创建数据分区分区表

PostgreSQL 有两种父、子表关系：分区（partition）和继承（inherit）。在PostgreSQL中，表分区是内置声明式分区（built-in built-in declarative partitioning），适用于大部分常见用例；另外通过表继承也能实现表分区，而且具有一些声明式分区不具备的特性。

注意：内置声明式分区表（built-in declaratively patitioned table），在不同的地方可能会有不同的叫法，总体上：原生分区 = 内置分区表 = 声明式分区表 = 分区表。

一、内置声明式表分区

表的分区就是将一个逻辑上的大表(主要指数据量大)，切分为多个小的物理的分片。

分区的优点：

1 在某些情况下，尤其是当表中大多数被频繁访问的行位于单个分区或少量分区中时，查询性能可以得到显着提高。分区替代了索引的前几列，从而减小了索引的大小，并使索引中频繁使用的部分更有可能装入内存。

2 当查询或更新访问单个分区的很大一部分时，可以通过对该分区进行顺序扫描而不是使用索引和分散在整个表中的随机访问读取，来提高性能。

直接从分区表查询数据比从一个大而全的全量数据表中读取数据效率更高。

3 如果计划将这种需求计划到分区设计中，则可以通过添加或删除分区来完成批量加载和删除。使用ALTER TABLE DETACH PARTITION或使用DROP TABLE删除单个分区比批量操作要快得多。这些命令还完全避免了由批量DELETE引起的VACUUM开销。

数据维护成本降低。比如：某一部分数据失效，不需要执行命令来更新数据，可以直接解绑指定关系，解除绑定的数据和分区表都依然保留，需要时可以随时恢复绑定。通过 Flyway 等数据脚本管理能够方便的控制数据维护，避免人为直接操作数据。

4 很少使用的数据可以迁移到更廉价、更迟缓的存储介质上。

一个表只能放在一个物理空间上，使用分区表之后可以将不同的表放置在不同的物理空间上，从而达到冷数据放在廉价的物理机器上，热点数据放置在性能强劲的机器上。

通常只有在表很大的情况下，这些好处才是值得的。表可以从分区中受益的确切时间取决于应用程序，尽管经验法则是表的大小应超过数据库服务器的物理内存。

分区的使用限制：

1 无法创建跨所有分区的排除约束。只能单独约束每个叶子分区。

2 因为PostgreSQL只能在每个分区中单独进行性约束；因此，分区表上的约束必须包括所有分区键列。

3 如果需要 BEFORE ROW 触发器，则必须定义在单个分区（而不是分区父表）。

4 不允许在同一分区树中混合临时和关系。因此，如果父表是性的，则其分区也必须是性的；如果父表是临时的，则其分区也必须是临时的。当使用临时关系时，分区树的所有成员必须来自同一会话。

3种分区策略：

PostgreSQL内置支持以下3种方式的分区：

范围（Range ）分区：表被划分为由键列或列集定义的“范围”，分配给不同分区的值的范围之间没有重叠。例如：可以按日期范围或特定业务对象的标识符范围，来进行分区。
列表（List）分区：通过显式列出哪些键值出现在每个分区中来对表进行分区。
哈希（Hash）分区：（自PG11才提供HASH策略）通过为每个分区指定模数和余数来对表进行分区。每个分区将保存行，分区键的哈希值除以指定的模数将产生指定的余数。

分区的创建和使用

PostgreSQL提供了将一个表切分为多个片的方法，这些片叫做分区，被切分的表称作被分区表（这里简称父表）。该规范包括分区方法和用作分区键的列或表达式列表。

创建分区的方法总结：
1 创建父表：指定分区键字段、分区策略（RANGE | LIST | HASH）；
2 创建分区：指定父表、分区键范围（分区键范围重叠之后会直接报错）或DEFAULT；
3 在分区上创建索引：通常，分区键字段上的索引是必须的。

创建父表：

CREATE [ [ GLOBAL | LOCAL ] { TEMPORARY | TEMP } | UNLOGGED ] TABLE [ IF NOT EXISTS ] table_name ( [
  { column_name data_type [ COLLATE collation ] [ column_constraint [ ... ] ]
    | table_constraint
    | LIKE source_table [ like_option ... ] }
    [, ... ]
] )
[ INHERITS ( parent_table [, ... ] ) ]
[ PARTITION BY { RANGE | LIST | HASH } ( { column_name | ( expression ) } [ COLLATE collation ] [ opclass ] [, ... ] ) ]
...


CREATE [ [ GLOBAL | LOCAL ] { TEMPORARY | TEMP } | UNLOGGED ] TABLE [ IF NOT EXISTS ] table_name
    OF type_name [ (
  { column_name [ WITH OPTIONS ] [ column_constraint [ ... ] ]
    | table_constraint }
    [, ... ]
) ]
[ PARTITION BY { RANGE | LIST | HASH } ( { column_name | ( expression ) } [ COLLATE collation ] [ opclass ] [, ... ] ) ]
...

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