Вебинар Томулевича materialized.path 2

1

• Adjacency List;• Materialized Path;• Nested Sets;• Так что же использовать?;

Иерархические структуры в реляционных базах данных

2

• Метод хранения Materialized Path;• Виды наследования;• Использование;• Управление;

Materialized Path (Материализованный путь)

3

Метод хранения Materialized Path

Схема:

Правила: • Все пути уникальны;• Все части пути от начала до разделителей должны присутствовать в базе;• Элемент пути не может содержать разделитель (точку);

Свойства: • Для поддержки структуры дерева требуется 1 поле (path);• Узлы напрямую не связаны;• Родительский путь частично входит в дочерние;

path1

path1.path3path1.path2 path1.path4

path1.path3.path7path1.path2.path6path1.path2.path5 path1.path4.path9path1.path4.path8

4

В качестве примеров:

Рубрикатор:

• Товары• Мониторы

• Samsung• 15”• 17”• …

• NEC• 15”• 17”• …

• ViewSonic• 15”• 17”• …

• …• Принтеры

• Samsung• …

• HP• …

• …

Сообщение 1• комментарий 1.1

• ответ на комментарий• …

• … • комментарий 1.2

• ответ на комментарий • …

• …





• ……

Комментарии:

5

В качестве примеров:

Рубрикатор:

• Товары• Мониторы

• Samsung• 15”• 17”• …

• NEC• 15”• 17”• …

• ViewSonic• 15”• 17”• …

• …• Принтеры

• Samsung• …

• HP• …

• …





• …





• ……

Комментарии:

6

Виды наследований

Наследование по вхождению:

goodsgoods.monitorsgoods.monitors.nec.15goods.monitors.nec.17goods.monitors.nec.19goods.monitors.samsunggoods.monitors.samsung.15goods.monitors.samsung.17goods.monitors.samsung.19goods.monitors.viewsonic.15goods.monitors.viewsonic.17goods.monitors.viewsonic.19goods.printersgoods.printers.hpgoods.printers.hp.incgoods.printers.hp.lasergoods.printers.samsunggoods.printers.samsung.laser

7


goodsgoods. monitorsgoods. monitors. necgoods. monitors. nec. 17goods. monitors. nec. 19goods. monitors. samsunggoods. monitors. samsung. 15goods. monitors. samsung. 17goods. monitors. samsung. 19goods. monitors. viewsonicgoods. monitors. viewsonic. 17goods. monitors. viewsonic. 19goods. printersgoods. printers. hpgoods. printers. hp. incgoods. printers. hp. lasergoods. printers. samsunggoods. printers. samsung. laser

Наследование по вхождению:

8


goodsgoods. monitorsgoods. monitors. necgoods. monitors. nec. 17goods. monitors. nec. 19goods. monitors. samsunggoods. monitors. samsung. 15goods. monitors. samsung. 17goods. monitors. samsung. 19goods. monitors. viewsonicgoods. monitors. viewsonic. 17goods. monitors. viewsonic. 19goods. printersgoods. printers. hpgoods. printers. hp. incgoods. printers. hp. lasergoods. printers. samsunggoods. printers. samsung. laser

…………17……19…………samsung………laser

…………Мониторы 17”……Мониторы 19”…………Товары марки Samsung………Лазерные принтеры

Наследование по вхождению, множественное:

9

PostgeSQL:

Наследование по вхождению

MySQL:

SELECT t.*, i.* FROM mp_tree AS t JOIN items AS i ON i.id = SUBSTRING_INDEX(t.path, '.', -1);

SELECT t.*, i.* FROM mp_tree AS t JOIN items AS i ON i.id = substring(t.path FROM E'([^\.]+)$')::integer;

Привязка концевых ключей:

Привязка по ключам:

SELECT t.*, i.* FROM items AS i JOIN mp_tree AS t ON t.path LIKE i.id || '.%' OR t.path LIKE '%.' || i.id OR t.path LIKE '%.' || i.id || '.%' WHERE i.id = 2;

10

PostgeSQL:

Наследование по вхождению

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."mp_path_to_array" ( "path" text)RETURNS integer [] AS$body$DECLARE path_array INTEGER[]; item_alias TEXT;BEGIN FOR item_alias IN SELECT regexp_split_to_table(path, E'\\.') LOOP path_array := array_append(path_array, item_alias::integer); END LOOP; RETURN path_array;END;$body$LANGUAGE 'plpgsql';

SELECT i.* FROM items AS i WHERE i.id = ANY (mp_path_to_array('1.2.3.4.5'));

Привязка по ключам:

11

Множественное наследование:

path TEXT

Структуры таблиц

id INTEGER…

tree items

Множество деревьев:

path TEXTtid INTEGER

id INTEGER…

tree treesWHERE

FUNCTIONS

12

Использование Materialized Path

Задачи:

• Родительский узел;• Подчиненные узлы;• Родительская ветка;• Подчиненная ветка;

13

Получение смежных узлов:

Родительский узел:

SELECT * FROM mp_tree WHERE path = SUBSTRING([path], 1, CHAR_LENGTH([path]) - CHAR_LENGTH(SUBSTRING_INDEX([path], '.', -1)) - 1);

MySQL:

SELECT * FROM mp_tree WHERE path = substring([path] FROM E'^(.+[^\.])\.[^\.]+$');

PostgreSQL:

SELECT * FROM mp_tree WHERE path = subpath([path], 0, -1);

PostgreSQL (ltree):


14

Получение смежных узлов:

Подчиненные узлы:

SELECT * FROM mp_tree WHERE [path] = SUBSTRING(path, 1, CHAR_LENGTH(path) - CHAR_LENGTH(SUBSTRING_INDEX(path, '.', -1)) - 1);

MySQL:

SELECT * FROM mp_tree WHERE [path] = substring(path FROM E'^(.+[^\.])\.[^\.]+$');

PostgreSQL:

SELECT * FROM mp_tree WHERE path ~ '[path].*{1}';

PostgreSQL (ltree):


15

Получение родительской ветви:

Общий:

SELECT t.* FROM mp_tree AS t WHERE [path] LIKE t.path || '.%‘ ORDER BY t.path;


PostgreSQL (ltree):

SELECT t.* FROM mp_tree AS t WHERE t.path <@ [path] AND t.path <> [path] ORDER BY t.path;

16

Получение дочерней ветви:

Общий:

SELECT t.* FROM mp_tree AS t WHERE t.path LIKE '[path].%‘ ORDER BY t.path;


PostgreSQL (ltree):

SELECT t.* FROM mp_tree AS t WHERE t.path ~ '[path].*' ORDER BY t.path;

17

Управление Materialized PathОсновные действия:

Дополнительные действия:

• Контроль правил;• Денормализация (счетчики и уровень).

• Изменение path узла;• Изменение path подчиненных узлов;

18

Контроль подчиненности:

Триггер PostgreSQL:

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."mp_tree_update_trigger" () RETURNS trigger AS$body$DECLARE tmp_path TEXT;BEGIN-- Если произошло изменение родителя узла IF NEW.path <> OLD.path THEN-- Проверяем, что бы не поставить родителем потомка IF NEW.path LIKE OLD.path || ‘.%’ THEN RAISE NOTICE 'Нельзя ставить потомком родителя!'; NEW.path := OLD.path; END IF;-- Проверяем, что родитель есть IF NEW.path LIKE '%.%‘ THEN SELECT t.path INTO tmp_path FROM mp_tree AS t WHERE t.path = substring(NEW.path FROM E'^(.+[^\.])\.[^\.]+$'); IF tmp_path IS NULL THEN RAISE NOTICE 'Нельзя ставить несуществующего родителя!'; NEW.path := OLD.path; END IF; END IF; END IF; RETURN NEW;END;$body$LANGUAGE 'plpgsql';

CREATE TRIGGER "mp_tree_update" BEFORE UPDATE ON "public"."mp_tree" FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE "public"."mp_tree_update_trigger"();

Управление Materialized Path

19

Контроль подчиненности:

Триггер PostgreSQL:

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."mp_tree_update_trigger" () RETURNS trigger AS$body$DECLARE tmp_path TEXT;BEGIN-- Если произошло изменение родителя узла IF NEW.path <> OLD.path THEN-- Проверяем, что бы не поставить родителем потомка IF NEW.path LIKE OLD.path || ‘.%’ THEN RAISE NOTICE 'Нельзя ставить потомком родителя!'; NEW.path := OLD.path; END IF;-- Проверяем, что родитель есть IF NEW.path LIKE '%.%‘ THEN SELECT t.path INTO tmp_path FROM mp_tree AS t WHERE t.path = substring(NEW.path FROM E'^(.+[^\.])\.[^\.]+$'); IF tmp_path IS NULL THEN RAISE NOTICE 'Нельзя ставить несуществующего родителя!'; NEW.path := OLD.path; END IF; END IF; END IF; RETURN NEW;END;$body$LANGUAGE 'plpgsql';

CREATE TRIGGER "mp_tree_update" BEFORE UPDATE ON "public"."mp_tree" FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE "public"."mp_tree_update_trigger"();

Управление Materialized Path

20

Управление Materialized PathДенормализация:

Триггер INSERT PostgreSQL (ltree):

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."_mp_tree_insert_before_trigger" ( ) RETURNS trigger AS $body$ DECLARE new_path ltree; BEGIN IF NEW.path IS NOT NULL THEN --- передан, какой-то материализованный путь ------- обрезаем в материализованном пути id вставляемого узла, если он есть new_path := CASE WHEN NEW.id::text = subpath(NEW.path, -1, 1)::text THEN subpath(NEW.path, 0, -1) ELSE NEW.path END; ------- проверяем существование родителя SELECT mp.path INTO new_path FROM mp_tree AS mp WHERE mp.path = new_path OR mp.id::text = new_path::text; ------- родителя не нашли IF new_path IS NULL OR new_path = '' THEN NEW.path := NEW.id::text; ELSE -- родителя нашли NEW.path := new_path || NEW.id::text; END IF; ELSE NEW.path := NEW.id::text; END IF; RETURN NEW; END; $body$ LANGUAGE 'plpgsql';

CREATE TRIGGER “mp_tree_insert_before" BEFORE INSERT ON "public"."mp_tree" FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE "public"."_mp_tree_insert_before_trigger"();

21


Триггер UPDATE PostgreSQL (ltree):

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."_mp_tree_update_after_trigger" () RETURNS trigger AS$body$DECLARE tid INTEGER; BEGIN--- Принудительно запрещаем изменять ID NEW.id := OLD.id;--- Приводим NULL значение материализованного пути к ID NEW.path := CASE WHEN NEW.path IS NULL THEN NEW.id::text ELSE NEW.path::text END;--- Есть ли у нас изменения материализованного пути IF NEW.path <> OLD.path THEN------- Проверяем что новое значение материализованного пути------- лежит не пределах подчинения и что на его конце ID IF NEW.path ~ ('*.' || NEW.id::text || '.*{1,}')::lquery OR NEW.path ~ ('*.!' || NEW.id::text)::lquery THEN RAISE EXCEPTION 'Bad path!'; END IF;------- Если уровень больше 1 то стоит проверить родителя IF nlevel(NEW.path) > 1 THEN SELECT m.id INTO tid FROM mp_tree AS m WHERE m.path = subpath(NEW.path, 0, nlevel(NEW.path) - 1); IF tid IS NULL THEN RAISE EXCEPTION 'Bad parent!'; END IF; END IF;------- Обновляем детей узла следующего уровня UPDATE mp_tree SET path = NEW.path || id::text WHERE path ~ (OLD.path::text || '.*{1}')::lquery; END IF; RETURN NEW;END;$body$LANGUAGE 'plpgsql'; CREATE TRIGGER “mp_tree_update_after" AFTER UPDATE ON "public"."mp_tree" FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE "public"."_mp_tree_update_after_trigger"();

22


Триггер DELETE PostgreSQL (ltree):

CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."_mp_tree_delete_after_trigger" () RETURNS trigger AS $body$BEGIN DELETE FROM mp_tree WHERE path ~ (OLD.path::text || '.*{1}')::lquery; RETURN OLD;END;$body$LANGUAGE 'plpgsql';

CREATE TRIGGER "mp_tree_delete_after" AFTER DELETE ON "public"."mp_tree" FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE "public"."_mp_tree_delete_after_trigger"();

23

Вопросы?

Карикатуры: Сергей Корсун

Статьи по теме: http://doc.prototypes.ru/database/trees/

Сергей ТомулевичRambler, Москва, 2010

Documents

Вебинар Томулевича materialized.path 2