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PostgreSQL7.0手冊-程序員手冊 -43. 擴展索引接口

編譯：何偉平 laser@zhengmai.com.cn (2001-04-21 23:03:35)

第四十三章.　擴展索引接口
到目前為止我們描述的過程可以讓你定義一個新類型，新函數和新操作符．但是，我們還不能在一個新類型或它的操作符上面定義一個從屬索引（象一個　B-tree，R-tree　或哈希（hash）訪問方式）．　
回過頭來看看　主要的　Postgres　系統表。右半部分顯示了那些我們如果要告訴　Postgres　如何在索引上（例如，pg_am，pg_amop，pg_amproc　和　pg_opclass）去使用用戶定義類型和/或用戶定義操作符時必須要修改的表．不幸的是，沒有簡單的命令可以做這些事情．我們將通過實例來演示如何通過修改這些表來實現上面需求，此例子是：一個新的用　B-tree　訪問模式的操作符表，它把復數以絕對值升序的順序排列．　

pg_am　表為每個用戶定義的訪問模式都保留一條記錄．對堆的訪問模式的支持內建　Postgres，但其他所有訪問模式在這裡都有描述．表結構是　
　　

表　43-1.　索引表結構　
　　　
　
　字段/屬性　描述　
amname　訪問模式名稱　
amowner　所有這在　pg_user　中的對象標識（object　id　）　
amstrategies　此訪問模式的（訪問）策略數（見下面）　
amsupport　此訪問模式支持的過程數（見下面）　
amorderstrategy　如果該索引沒有提供排序順序，為零，否則是描述了排序順序的策略操作符的策略數　
amgettuple　　　
aminsert　　　
...　該訪問模式的接口過程的過程標識．例如，regproc　表示打開，關閉，和從這裡出現的訪問模式中獲取記錄．　

pg_am　裡的記錄的　對象標識（object　ID）　用其他很多表的外部鍵值．你不需要向這個表裡面增加一條新記錄；你要關心的是你想要擴展的訪問模式記錄的　對象標識（object　ID）：　
SELECT　oid　FROM　pg_am　WHERE　amname　=　'btree';

　oid
-----
　403
(1　row)
我們將在稍在一個　WHERE　子句中使用這個　SELECT。　
amstrategies　字段的存在用使數據類型之間的比較標準化．例如，B-tree　對鍵字，小號到大號施加了很嚴格的順序．因為　Postgres　允許用戶定義操作符，所以　Postgres不能只是看到操作符的名稱（如，">"　或　"<"）就認為是什樣的比較．實際上，一些訪問模式並不強加任何順序要求．例如，R-tree的表達式是長方形包含關系，而一個散列（hash）數據結構表達式只是與散列（hash）函數的結果有一些位（bitwise）相似．Postgres　需要某種連貫的方法從你的查詢裡取來一個資格（條件），查看一下操作符然馬上決定是否有一個可用的索引存在．這意味著Postgres　需要知道，比如說，象　"<="　和">"　操作符分割一個　B-tree．Postgres　使用策略來表達這些操作符之間的關系以及它們可以用掃描索引的方法．　

定義一套新的策略超出了這個討論的范疇，但是我們將　B-tree　策略如何工作，因為你將需要知道了解這些來增加一個新的操作符表．在　pg_am　表裡，amstrategies　字段是為這個訪問模式定義的策略數量．對　B-tree，這個數量是　5．這些策略對應　
　　

表　43-2.　B-tree　策略　
　　　
　
　操作　索引　
less　than（小）　1　
less　than　or　equal（小或等）　2　
equal（等）　3　
greater　than　or　equal（大或等）　4　
greater　than（大）　5　

方法是你需要增加與上面對應的比較過程到　pg_amop　關系裡去（見下面）．訪問模式代碼可以使用這些策略數（不管數據類型是什），來確定如何分割　B-tree，計算選擇性等．先不必關心增加過程的細節問題；只要明白我們必須有一套這樣的過程用　int2，int4，oid，和所有其他　B-tree　可以操作的數據類型．　
有時候，策略的信息還不足以讓系統決定如何使用某個索引．　一些訪問模式就需要其他的一些過程來保証能夠工作．例如，B-tree　訪問模式必須能夠比較兩個鍵字以決定其中一個是大，等，還是小另外一個．類似的，R-tree　訪問模式必須能夠計算長方形的相交，聯合，和大小等．這些操作不能在　SQL　查詢裡與用戶的資格（條件）對應；它們是被訪問模式的管理性質的過程內部調用的過程．　

為了管理所有　Postgres　的訪問模式支持的各種各樣的過程，pg_am　包含一個字段叫　amsupport．這個字段記錄被某個訪問模式支持的過程的個數．對　B-tree，這個數字是一－一個接受兩個鍵字並且根據第一個鍵字是否小，等或大第二個鍵字而返回　-1，0，或　+1的過程．　

注意：嚴格的說，這個過程可以返回一個負數（<　0），0，或一個非零正數（>　0）．
pg_am　裡的　amstrategies　條目只是正在討論的訪問模式定義的策略數．用小，小等等的過程不在　pg_am　裡出現．類似的，amsupport　只是訪問模式需要的支持過程個數．實際的過程在其他地方列出．　
順便說一句，amorderstrategy　字段報告此訪問模式是否支持排序的掃描。零意味著它不支持；如果該訪問模式支持排序的掃描，amorderstrategy　就是對應排序操作符的策略過程的數目。例如，btree　的　amorderstrategy　=　1，就是它的"小"策略數目。　

下一個讓人感興趣的表是　pg_opclass．這個表的存在只是用把一個名稱和一個缺省類型與一個對象標識（oid）聯結起來．在　pg_amop，每個　B-tree　操作符表有一套過程，象上面那樣從一到五．一些現有的　opclasses　是　int2_ops，int4_ops，和　oid_ops。你需要用你的　opclass　名稱（例如，complex_abs_ops）增加一條記錄到　pg_opclass　裡面．這條記錄的　oid　是其他表的外部鍵字，尤其是　pg_amop．　

INSERT　INTO　pg_opclass　(opcname,　opcdeftype)
　　　　SELECT　'complex_abs_ops',　oid　FROM　pg_type　WHERE　typname　=　'complex';

SELECT　oid,　opcname,　opcdeftype
　　　　FROM　pg_opclass
　　　　WHERE　opcname　=　'complex_abs_ops';

　　oid　　　|　　　　　opcname　　　　　|　opcdeftype
--------+-----------------+------------
　277975　|　complex_abs_ops　|　　　　　277946
(1　row)
注意你的　pg_opclass　記錄的對象標識（oid）將會不一樣！先不考慮這些。我們將在稍從系統獲取這些數字，就象我們在這裡獲取該類型的　oid　一樣。　
上面的例子假設你想把這個新的　opclass　做為　　complex　數據類型的缺省索引．如果不是這樣，只需要向　opcdeftype　插入零，而不是插入該數據類型的　oid：　

INSERT　INTO　pg_opclass　(opcname,　opcdeftype)　VALUES　('complex_abs_ops',　0);
因此，現在我們有了一個訪問方式和一個操作符表．我們還需要一套操作符；用定義操作符的過程已經在這份手冊的早先部分討論過了．對這個用　Btrees　的　complex_abs_ops　操作符表，我們需要的操作符是：　
　　　　　　　　absolute　value　less-than
　　　　　　　　absolute　value　less-than-or-equal
　　　　　　　　absolute　value　equal
　　　　　　　　absolute　value　greater-than-or-equal
　　　　　　　　absolute　value　greater-than
假設實現函數冊代碼放在文件　PGROOT/src/tutorial/complex.c　裡　
有一部分代碼看起來象：（注意我們在余下的例子中將只展示等號操作符．其他四種操作符都非常相似，請參考　complex.c　或　complex.sql　獲取詳細信息．）　

#define　Mag(c)　((c)->x*(c)->x　+　(c)->y*(c)->y)

　　　　　　　　　bool
　　　　　　　　　complex_abs_eq(Complex　*a,　Complex　*b)
　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　double　amag　=　Mag(a),　bmag　=　Mag(b);
　　　　　　　　　　　　　return　(amag==bmag);
　　　　　　　　　}
我們用下面語句讓　Postgres　這樣識別這個函數：　
CREATE　FUNCTION　complex_abs_eq(complex,　complex)
　　　　　　　　　　　　　　RETURNS　bool
　　　　　　　　　　　　　　AS　'PGROOT/tutorial/obj/complex.so'
　　　　　　　　　　　　　　LANGUAGE　'c';
有幾個很重要的問題要在這裡指出．　
首先，請注意定義了用　complex　的小，小或等，等，大或等和大操作符．我們可以只有一個命名了的操作符名，（比如　=）並把類型　complex　做為其兩個操作數．這種情況下我們沒有其它用　complex　的　=　操作符，但是如果我們要制作一個實用的數據類型，我們可能需要　=　做為用復數的通用等操作的操作符．這種情況，我們可能需要使用一些其他操作符名稱來命名　complex_abs_eq.　

第二，盡管　Postgres　可以處理同名操作符，只要它們的輸入數據類型不同．C　只能處理一個具有給出名稱的全局過程．因此我們不能把　C　函數命名為象　abs_eq　這樣簡單的名字．通常在　C　函數名裡面包含數據類型名稱是一個好習慣，這樣就不會和用其它數據類型的函數沖突．　

第三，我們可以制作函數　abs_eq　的　Postgres　名稱，依靠　Postgres　通過輸入數據類型來與任何其他同名　Postgres　函數區分開．為了令例子簡單，我們做的函數在　C　層次和　Postgres　層次都有相同的名稱，　

最，請注意這些操作符函數返回布爾值．訪問模式依靠這個特性．（令一方面，支持函數返回特定的訪問模式的希望值－－在這種情況下是一個符號整數．）文件裡最終的過程是我們在討論表　pg_am　裡amsupport　字段時提到過的"支持過程"．我們稍將用到這個東西．目前我們暫時忽略它．　

現在定義使用它們的操作符：　

CREATE　OPERATOR　=　(
　　　　　leftarg　=　complex,　rightarg　=　complex,
　　　　　procedure　=　complex_abs_eq,
　　　　　restrict　=　eqsel,　join　=　eqjoinsel
　　　　　　　　　)
這裡的重要問題是過程名稱（就是上面定義的　C　函數）和這個關系和聯合選擇性函數．你應該只使用例子裡（參閱　complex.source）的選擇性函數．請注意還要有這樣的用小，等和大情況的函數．必須提供這些（函數），否則優化器將無法有效地使用該索引．　
下一步是為這些操作符向　pg_amop　關系裡面增加條目．要做這些，我們將需要我們剛定義的這些操作符的　oid．我們將從所有操作符中找出接受兩個復數的操作符名稱，並把它們選出來：　

　　　　SELECT　o.oid　AS　opoid,　o.oprname
　　　　　INTO　TABLE　complex_ops_tmp
　　　　　FROM　pg_operator　o,　pg_type　t
　　　　　WHERE　o.oprleft　=　t.oid　and　o.oprright　=　t.oid
　　　　　　and　t.typname　=　'complex';

　opoid　　|　oprname
--------+---------
　277963　|　+
　277970　|　<
　277971　|　<=
　277972　|　=
　277973　|　>=
　277974　|　>
(6　rows)
（同樣，一些你的　oid　（對象標識）將可以肯定是不同的．）我們感興趣的操作符是那些　oid（對象標識）在　277970　到　277974　之間的．你得到的值將可能不同，你應該用你得到的值代替上面的數值．我們通過一條　select　語句實現這個目的。　
現在我們已經準備好用我們新的操作符表更新　pg_amop　表．在整個討論中最重要的是在　pg_amop　裡操作符是順序排列的，從小等到大等．我們用下面方法增加我們需要的實例：　

　　　　INSERT　INTO　pg_amop　(amopid,　amopclaid,　amopopr,　amopstrategy)
　　　　　　　　SELECT　am.oid,　opcl.oid,　c.opoid,　1
　　　　　　　　FROM　pg_am　am,　pg_opclass　opcl,　complex_ops_tmp　c
　　　　　　　　WHERE　amname　=　'btree'　AND
　　　　　　　　　　　　opcname　=　'complex_abs_ops'　AND
　　　　　　　　　　　　c.oprname　=　'<';
然添加其他操作符，相應地替換上面第三行的　"1"　和最一行的　"<"。注意順序："小"　是　1，"小或等"　是　2，"等"　是　3，"大或等"　是　4，而　"大"　是　5。　
下一步是注冊我們前面在討論　pg_am　時描述過的"支持過程"．支持過程的　oid（對象標識）存放在表　pg_amproc　裡，用訪問模式的　oid（對象標識）和操作符表　oid（對象標識）做關鍵字．首先，我們需要在　Postgres　注冊函數（還記得我們把實現這個過程的C　代碼放在了我們實現操作符過程的文件的底部嗎？）：　

　　　　CREATE　FUNCTION　complex_abs_cmp(complex,　complex)
　　　　　RETURNS　int4
　　　　　AS　'PGROOT/tutorial/obj/complex.so'
　　　　　LANGUAGE　'c';

　　　　SELECT　oid,　proname　FROM　pg_proc
　　　　　WHERE　proname　=　'complex_abs_cmp';

　　oid　　　|　　　　　proname
--------+-----------------
　277997　|　complex_abs_cmp
(1　row)
（同樣，你的　oid　（對象標識）的數字將可能．）我們可以用下面方法增加新的記錄：　
　　　　INSERT　INTO　pg_amproc　(amid,　amopclaid,　amproc,　amprocnum)
　　　　　　　　SELECT　a.oid,　b.oid,　c.oid,　1
　　　　　　　　　　　　FROM　pg_am　a,　pg_opclass　b,　pg_proc　c
　　　　　　　　　　　　WHERE　a.amname　=　'btree'　AND
　　　　　　　　　　　　　　　　b.opcname　=　'complex_abs_ops'　AND
　　　　　　　　　　　　　　　　c.proname　=　'complex_abs_cmp';
這樣我們就完成了！（烏拉．）現在我們可以在一個復數列上創建和使用　btree　索引了．

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