PostgreSQL Índices Nuno Campos N.º 51431. Nuno Campos - N.º 51431 2 Índice Introdução Tipos de Índices – B-Tree – R-Tree – Hash – GiST Classes de Operadores.

Apresentação em tema: "PostgreSQL Índices Nuno Campos N.º 51431. Nuno Campos - N.º 51431 2 Índice Introdução Tipos de Índices – B-Tree – R-Tree – Hash – GiST Classes de Operadores."— Transcrição da apresentação:

1 PostgreSQL Índices Nuno Campos N.º 51431

2 Nuno Campos - N.º 51431 2 Índice Introdução Tipos de Índices – B-Tree – R-Tree – Hash – GiST Classes de Operadores Índices Compostos Índices Únicos Índices em Expressões Índices Parciais Examinar a Utilização do Índice

3 Nuno Campos - N.º 51431 3 Introdução PostgreSQL actualiza índice quando uma tabela é modificada Trabalho extra para operações de manipulação de dados Índices não essenciais ou não utilizados devem ser removidos postgresql-8.1.0\src\ – \backend\access\ - Métodos de acesso aos dadosaccess\ \gist\ – definição de métodos de acesso \gist \hash\ – métodos dos índices hash \hash \index\ – usado por todos os tipos de índices \index \nbtree\ – algoritmo Lehman and Yao's de gestão de b+tree \nbtree \rtree\ - métodos usados em r-tree’s – \backend\catalog – Rotinas de criação e manipulação de índices \backend\catalog

4 Nuno Campos - N.º 51431 4 Tipos de Índices (B-Tree) B+Tree Utiliza-se em igualdades e intervalos Usa Algoritmos de Lehman e Yao com alterações: – Chaves de tamanho variável – Trinco nas leituras a nível da página – Ligação entre nós folhas é bidireccional

5 Nuno Campos - N.º 51431 5 Tipos de Índices (R-Tree) Divide espaço com caixas aninhadas hierarquicamente (pode haver sobreposição) Árvore com nós folhas à mesma profundidade Adequados para consultas a dados espaciais Optimizador considera o uso de uma R-Tree para comparações envolvendo: – << (Está à esquerda?) – &< (Não se estende à direita de?) – &> (Não se estende à esquerda de?) – >> (Está à direita?) – @ (Está contido ou sobre?) – ~= (O mesmo que?) – && (Sobrepõem-se?)

6 Nuno Campos - N.º 51431 6 Tipos de Índices (Hash) Algoritmo de Hashing Linear desenvolvido por W. Litwin Optimizador considera o uso de Hash para comparações de igualdades. No PostgreSQL, os índices Hash: – Desempenho semelhante a B-Trees – Tamanho e tempo de construção piores – Utilização desencorajada.

7 Nuno Campos - N.º 51431 7 Tipos de Índices (GiST) GiST – Generalized Search Tree Estrutura em árvore Implementação de esquemas de índices Desenvolvimento de tipos de dados próprios

8 Nuno Campos - N.º 51431 8 Classes de Operadores Pode ser especificada para cada coluna do índice Identifica os operadores a serem usados pelo índice para cada coluna Cada classe inclui funções para o tipo respectivo Usualmente a classe de operadores padrão é suficiente

9 Nuno Campos - N.º 51431 9 Índices Compostos Índice com mais de um atributo SELECT nome FROM teste2 WHERE principal = constante AND secundario = constante; CREATE INDEX idx_teste2_princ_sec ON teste2 (principal, secundario); PostgreSQL – B-Tree, GiST – src\include\pg_config_manual.h (INDEX_MAX_KEYS 32)

10 Nuno Campos - N.º 51431 10 Índices Únicos Obrigam à unicidade do valor de uma coluna CREATE UNIQUE INDEX nome … Permite interromper a procura de valores múltiplos quando estes não existem PostgreSQL – Apenas índices B-Tree podem ser declarados únicos – Índice criado automáticamente quando é definida: Uma restrição de unicidade Uma chave primária

11 Nuno Campos - N.º 51431 11 Índices em Expressões Índices sobre expressões em vez de colunas Útil para acesso a tabelas resultantes de cálculos CREATE INDEX idx_teste1_lower_col1 ON teste1 (lower(col1)); Dispendioso manter expressões de índice porque – Expressão computada para cada tuplo inserido – Expressão computada para cada tuplo actualizado

12 Nuno Campos - N.º 51431 12 Índices parciais Índice construído sobre subconjunto da tabela – Definido por expressão condicional – predicado Índice contém entradas para linhas que satisfazem predicado Evita indexar valores frequentes Reduz tamanho do índice Acelera consultas e actualizações

13 Nuno Campos - N.º 51431 13 Examinar a utilização do índice ANALYZE – Recolhe estatísticas sobre a distribuição de valores nas tabelas – Necessária para estimar tuplos devolvidos EXPLAIN – Exame de utilização de um índice – Devem ser usados dados reais

14 Nuno Campos - N.º 51431 14 Referências Efficient Locking for Concurrent Operations on B- Trees, Lehman e Yao, 1981 Database Systems and Concepts, Silbertchatz, Korth and Sudarshan, 5ª edição, 2005 http://www.postgresql.org http://www.bluerwhite.org/btree/ http://nlhgis.nlh.no/gis/applets/rtree2/jdk1.1/help.html http://en.wikipedia.org/wiki/Hash_function http://www.mcs.vuw.ac.nz/technical/software/Postgre SQL/gist.html http://www.mcs.vuw.ac.nz/technical/software/Postgre SQL/gist.html

15 Nuno Campos - N.º 51431 15 Exemplo B+Tree

16 Nuno Campos - N.º 51431 16 Exemplo R-Tree Devolver as imagens com x < 5 e y <10

17 Nuno Campos - N.º 51431 17 Exemplo Hashing Linear (1) Inserir 10 tuplos com valores de Hash: – 0011, 0010, 0100, 0001, 1000, 1110, 0101, 1010, 0111, 1100 – Factor de carregamento (fc) – máximo 0,70 Inserir cinco valores (fc = 5/8 = 0,625) 0 1 2 3 0100 1000 000100100011 0 1 2 3 n – apontador para bucket a dividir, quando chega à posição 3, volta ao inicio

18 Nuno Campos - N.º 51431 18 Exemplo Hashing Linear (2) Quando inserimos o 6º valor Fc = 6/8 = 0,75  divisão de bucket n = 0 Fc = 6/10 = 0,6; n = 1 0100 1000 0001 0010 1110 0011 0 1 2 3 0 1 2 3 4 10000001 0010 1110 00110100

19 Nuno Campos - N.º 51431 19 Exemplo Hashing Linear (3) Quando inserimos 0101, fc = 7/10 = 0,7 Quando inserimos 1010, fc = 8/10 = 0,8 1000 0001 0101 0010 1110 00110100 0 1 2 3 4 1000 0001 0101 0010 1110 00110100 1010 overflow

20 Nuno Campos - N.º 51431 20 Exemplo Hashing Linear (4) Divide n = 1; fc = 8/12 = 0,66 Inserir 0111; fc = 9/12 = 0,75; ocorre divisão para n = 2 0 1 2 3 4 5 10000001 0010 1110 00110100 1010 overflow 0101 10000001 0010 1010 0011 0111 010001011110 0 1 2 3 4 5 6