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PostgreSQL 表分區命令

在版本 17 以前，分區管理流程的操作僅限于創建、依附和分離分區。一旦我們設計了分區結構，我們就無法重新設計它。這適用于所有分區類型，無論我們使用的是RANGE、LIST還是HASH。

要將多個分區合并為一個分區，或者將單個分區“拆分”為多個分區，我們需要設計一個新的分區結構，然后將所有數據行遷移到該結構。這需要很多步驟！

從版本 17 開始，我們有了更多的選擇。現在，我們可以對現有的單個分區執行SPLIT PARTITION操作，將其分成兩個或多個新分區。

如果我們想做相反的事情，我們也同樣可以。從兩個或多個分區開始，我們可以執行MERGE PARTITIONS的操作，將它們合并為一個。

合并分區

下表有一個account_id列，但沒有實際的數據列，因為我們只是想演示分區管理方面的操作。

id使用了生成的序列值，這意味著每一行在分區中都會有一個唯一的值。

CREATE TABLE t (
  id INT GENERATED ALWAYS AS IDENTITY,
  account_id INT NOT NULL
) PARTITION BY LIST (account_id);

假設我們有以下兩個分區，分別對應account_id為 1 和account_id為 2。

CREATE TABLE t_account_1 PARTITION OF t FOR VALUES IN (1);
CREATE TABLE t_account_2 PARTITION OF t FOR VALUES IN (2);

讓我們為account_id為 1 插入 10 條記錄，為account_id為 2 插入 100 條記錄。我們總共會有 110 條記錄，但它們分布在兩個分區中。我們想把它們合并在一起。

INSERT INTO t (account_id) SELECT 1 FROM GENERATE_SERIES(1,10);
INSERT INTO t (account_id) SELECT 2 FROM GENERATE_SERIES(1,100);

現在我們使用MERGE PARTITIONS將它們合并在一起：

ALTER TABLE t
MERGE PARTITIONS (t_account_1, t_account_2)
INTO t_account_1_2;

它將t_account_1和t_account_1合并為了一個分區，名為t_account_1_2，含有 110 條記錄。

那拆分分區呢？它又是如何工作的？

拆分分區

我們已經了解了如何合并分區。我們還可以使用SPLIT PARTITIONS命令來拆分分區。

在此示例中，我們使用RANGE分區類型。

想象一下，我們決定為接收大量記錄的一個“事件”類的表，創建一周數據的分區。我們在下面把表叫做t_events。

我們決定了以一周為限，但是發現表的數據量很大。我們希望改用每日分區，以讓一天數據的表更小、更易于管理。

讓我們看一下 SQL 命令，了解如何實現這一點。

拆分分區事件表

使用RANGE分區類型創建t_events表，最初使用每周分區來演示當前的配置。

CREATE TABLE t_events (
  id INT GENERATED ALWAYS AS IDENTITY,
  event_at TIMESTAMP WITHOUT TIME ZONE NOT NULL
) PARTITION BY RANGE (event_at);

以下是“上周”、“本周”和“下周”的分區。

CREATE TABLE t_events_last_week PARTITIONOF t_events
FORVALUESFROM('2024-04-08 00:00:00')TO('2024-04-15 00:00:00');

CREATETABLE t_events_this_week PARTITIONOF t_events
FORVALUESFROM('2024-04-15 00:00:00')TO('2024-04-22 00:00:00');

CREATETABLE t_events_next_week PARTITIONOF t_events
FORVALUESFROM('2024-04-22 00:00:00')TO('2024-04-29 00:00:00');

現在我們想對叫做t_events_next_week的“下周的分區”，把它分成 7 個每日分區，每天一個。

由于這是即將到來的一周，我們假設它沒有數據，但是一個預先創建的分區。

在像這樣設計自己的更改時，請記住，您提出的最終邊界必須具有與當前配置等效的開始和結束邊界。

如果邊界對應不上，您會收到如下錯誤：

ERROR:  partition bound for relation "t_events_next_week" is null

下面是SPLIT PARTITION的 DDL 命令，用于將單周的分區拆分為 7 個每日分區：

ALTER TABLE t_events SPLIT PARTITION t_events_next_week INTO(
PARTITION t_events_day_1 FORVALUESFROM('2024-04-22 00:00:00')TO('2024-04-23 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_2 FORVALUESFROM('2024-04-23 00:00:00')TO('2024-04-24 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_3 FORVALUESFROM('2024-04-24 00:00:00')TO('2024-04-25 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_4 FORVALUESFROM('2024-04-25 00:00:00')TO('2024-04-26 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_5 FORVALUESFROM('2024-04-26 00:00:00')TO('2024-04-27 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_6 FORVALUESFROM('2024-04-27 00:00:00')TO('2024-04-28 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_7 FORVALUESFROM('2024-04-28 00:00:00')TO('2024-04-29 00:00:00')
);

現在，如果我們運行\d+ t_events來查看t_events，我們將看到剩下的兩個每周分區，以及新的 7 個每日分區。

有一個問題。執行此操作需要父表上的鎖，該鎖的持有時間可能會很長。

有解決方法嗎？

分離、拆分、重新關聯

只要表的結構保持不變，分區就可以分離和重新關聯。

這些操作都可以通過使用CONCURRENTLY，以非阻塞的方式執行。

不幸的是，我們無法執行SPLIT PARTITION CONCURRENTLY，這會使這更加方便，因為我們不必擔心在排他鎖生效時阻止寫入。

讓我們來考慮一種解決方法。我們知道我們可以分離分區，在分離時拆分它們，然后重新關聯它們。那行得通嗎？

這需要很多操作，并且需要一個“新的假父表”（下面有它自己的名字）才能工作，因此這些步驟應該更多地被視為概念證明，而不是建議。目標是通過允許在分離的表層次結構上發生鎖，來避免潛在的長鎖阻塞寫入。實質是“離線”的。

在沒有父表的已分離的分區上，嘗試運行SPLIT PARTITION是無法工作的。但是，我們可以臨時添加一個“新的假父表”來代替。

下面是分離操作：

ALTER TABLE t_events
DETACH PARTITION t_events_next_week CONCURRENTLY;

下面是“假的”替身父表的定義。在創建它后，我們需要將已分離的分區關聯到它，以執行拆分。

我們只會使用“假父表”進行拆分操作。完成后，我們將再次分離分區，然后以CONCURRENTLY的方式，將它們重新關聯到原始父表。到這一步后，我們可以刪除“假”父表了。

CREATE TABLE t_events_fake_new (
  id INT GENERATED ALWAYS AS IDENTITY,
  event_at TIMESTAMP WITHOUT TIME ZONE NOT NULL
) PARTITION BY RANGE (event_at);

在單獨的父表上運行SPLIT PARTITION，可以避免在原始父表上長時間持有鎖，因為它是一個完全獨立的表。

ALTER TABLE t_events_fake_new SPLIT PARTITION t_events_next_week INTO(
PARTITION t_events_day_1 FORVALUESFROM('2024-04-22 00:00:00')TO('2024-04-23 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_2 FORVALUESFROM('2024-04-23 00:00:00')TO('2024-04-24 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_3 FORVALUESFROM('2024-04-24 00:00:00')TO('2024-04-25 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_4 FORVALUESFROM('2024-04-25 00:00:00')TO('2024-04-26 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_5 FORVALUESFROM('2024-04-26 00:00:00')TO('2024-04-27 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_6 FORVALUESFROM('2024-04-27 00:00:00')TO('2024-04-28 00:00:00'),
PARTITION t_events_day_7 FORVALUESFROM('2024-04-28 00:00:00')TO('2024-04-29 00:00:00')
);

由于表結構沒有更改，并且由于我們沒有引入任何重疊的分區約束，因此我們可以重新關聯到原始父表。

替代方法

那么簡單地創建新分區，以將數據行移動到其中，又會怎么樣？

雖然創建新分區和移動數據行的工作量可能較少，但我們不能引入與任何現有分區的邊界/約束重疊的新分區。PostgreSQL 會強制執行該規則的檢查，并會阻止分區的創建。

為了避免重疊的限制，當我們的目標是像這樣就地修改結構時，執行SPLIT PARTITION似乎是必要的。

但是，與上述解決方法類似，我們可以遵循相同的策略，分離重疊的分區以解決沖突。

使用這種方法，我們可以獲得相同的最終結果，而不需要執行SPLIT PARTITION命令。