PostgreSQL Antipatterns: «Должен остаться только один!»

На SQL вы описываете «что» хотите получить, а не «как» это должно исполняться. Поэтому проблема разработки SQL-запросов в стиле «как слышится, так и пишется» занимает свое почетное место, наряду с особенностями вычисления условий в SQL.

Сегодня на предельно простых примерах посмотрим, к чему это может приводить в контексте использования GROUP/DISTINCT и LIMIT вместе с ними.

Вот если вы написали в запросе «сначала соедини эти таблички, а потом выкинь все дубли, должен остаться только один экземпляр по каждому ключу» — именно так и будет работать, даже если соединение вовсе не было нужно.

И иногда везет и это «просто работает», иногда — неприятно сказывается на производительности, а иногда дает абсолютно неожидаемые с точки зрения разработчика эффекты.

Ну, может, не настолько зрелищные, но…

«Сладкая парочка»: JOIN + DISTINCT

SELECT DISTINCT
  X.*
FROM
  X
JOIN
  Y
    ON Y.fk = X.pk
WHERE
  Y.bool_condition;

Как бы понятно, что хотели отобрать такие записи X, для которых в Y есть связанные с выполняющимся условием. Написали запрос через JOIN — получили какие-то значения pk по несколько раз (ровно сколько подходящих записей в Y оказалось). Как убрать? Конечно DISTINCT!

Особенно «радует», когда для каждой X-записи находится по несколько сотен связанных Y-записей, а потом героически убираются дубли…



Как исправить? Для начала осознать, что задачу можно модифицировать до «отобрать такие записи X, для которых в Y есть ХОТЯ БЫ ОДНА связанная с выполняющимся условием» — ведь из самой Y-записи нам ничего не нужно.

Вложенный EXISTS

SELECT
  *
FROM
  X
WHERE
  EXISTS(
    SELECT
      NULL
    FROM
      Y
    WHERE
      fk = X.pk AND
      bool_condition
    LIMIT 1
  );

Некоторые версии PostgreSQL понимают, что в EXISTS достаточно найти первую попавшуюся запись, более старые — нет. Поэтому я предпочитаю всегда указывать LIMIT 1 внутри EXISTS.

LATERAL JOIN

SELECT
  X.*
FROM
  X
, LATERAL (
    SELECT
      Y.*
    FROM
      Y
    WHERE
      fk = X.pk AND
      bool_condition
    LIMIT 1
  ) Y
WHERE
  Y IS DISTINCT FROM NULL;

Этот же вариант позволяет при необходимости заодно сразу вернуть какие-то данные из нашедшейся связанной Y-записи. Похожий вариант рассмотрен в статье «PostgreSQL Antipatterns: редкая запись долетит до середины JOIN».

«Зачем платить больше»: DISTINCT [ON] + LIMIT 1

Дополнительным преимуществом подобных преобразований запроса является возможность легко ограничить перебор записей, если нужно только одна/несколько из них, как в следующем случае:

SELECT DISTINCT ON(X.pk)
  *
FROM
  X
JOIN
  Y
    ON Y.fk = X.pk
LIMIT 1;

Теперь читаем запрос и пытаемся понять, что предлагается сделать СУБД:

• соединяем таблички
• уникализируем по X.pk
• из оставшихся записей выбираем какую-то одну

То есть получили что? «Какую-то одну запись» из уникализованных — а если брать эту одну из неуникализованных результат разве как-то изменится?.. «А если нет разницы, зачем платить больше?»

SELECT
  *
FROM
  (
    SELECT
      *
    FROM
      X
    -- сюда можно подсунуть подходящих условий
    LIMIT 1 -- +1 Limit
  ) X
JOIN
  Y
    ON Y.fk = X.pk
LIMIT 1;

И точно такая же тема с GROUP BY + LIMIT 1.

«Мне только спросить»: неявный GROUP + LIMIT

Подобные вещи встречаются при разных проверках непустоты таблички или CTE по ходу выполнения запроса:

...
CASE
  WHEN (
    SELECT
      count(*)
    FROM
      X
    LIMIT 1
  ) = 0 THEN ...

Агрегатные функции (count/min/max/sum/...) успешно выполняются на всем наборе, даже без явного указания GROUP BY. Только вот с LIMIT они дружат не очень.

Разработчик может думать «вот если там записи есть, то мне надо не больше LIMIT». Но не надо так! Потому что для базы это:

• посчитай, что хотят по всем записям
• отдай столько строк, сколько просят

В зависимости от целевых условий тут уместно совершить одну из замен:

• (count + LIMIT 1) = 0 на NOT EXISTS(LIMIT 1)
• (count + LIMIT 1) > 0 на EXISTS(LIMIT 1)
• count >= N на (SELECT count(*) FROM (... LIMIT N))

«Сколько вешать в граммах»: DISTINCT + LIMIT

SELECT DISTINCT
  pk
FROM
  X
LIMIT $1

Наивный разработчик может искренне полагать, что выполнение запроса остановится, как только мы найдем $1 первых попавшихся разных значений.

Когда-то в будущем это может так и будет работать благодаря новому узлу Index Skip Scan, реализация которого сейчас прорабатывается, но пока — нет.

Пока что сначала будут извлечены все-все записи, уникализированы, и только уже из них вернется сколько запрошено. Особенно грустно бывает, если мы хотели что-то вроде $1 = 4, а записей в таблице — сотни тысяч…

Чтобы не грустить попусту, воспользуемся рекурсивным запросом «DISTINCT для бедных» из PostgreSQL Wiki: