PostgreSQL 11 新特性解读 : 新增非空默认值字段不需要重写表

2022-04-05 21:41:28

PostgreSQL 10 版本前表新增不带默认值的DDL不需要重写表，只需要更新数据字典，因此DDL能瞬间执行，如下:

ALTER TABLE table_name ADD COLUMN flag text;

如果新增的字段带默认值，则需要重写表，表越大，执行时间越长，如下。

ALTER TABLE table_name ADD COLUMN flag text DEFAULT 'default values';

生产环境下给大表添加带 Default 值的字段将非常吃力，通常分两步进行：

第一步: 先添加不带 Default值的字段。
第二步: 写函数批量刷新新增字段的默认值。

上述第二步比较麻烦，也可以在业务低谷或申请停服窗口一次性完成带DEFAUL值字段的新增。

PostgreSQL 11 版本这方面进一步增强，表新增带非空默认值的字段不再需要重写表，Release 中的说明如下：

Release中的说明

Allow ALTER TABLE to add a column with a non-null default without a table rewrite

本文分别在 10 版本和 11 版本进行测试。

PostgreSQL 10 版本

创建测试表并插入1000万数据，如下。

[pg10@pghost1 ~]$ psql mydb pguser
psql (10.0)
Type "help" for help.

mydb=> CREATE TABLE t1(id int4, name text);
CREATE TABLE

mydb=> INSERT INTO t1 (id,name ) SELECT n, n || '_ALTER TABLE TEST ' FROM generate_series (1,10000000) n;
INSERT 0 10000000

mydb=> ANALYZE t1;
ANALYZE

查看表的 relfilenode 和 relpages 信息，relfilenode 表示表的物理文件号。

mydb=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       25672 |    73530
(1 row)

新增带默认值的非空字段，如下。

mydb=> \timing
Timing is on.

mydb=> ALTER TABLE t1 ADD COLUMN flag text DEFAULT 'abcdefg';
ALTER TABLE
Time: 15540.002 ms (00:15.540)

执行时间较长，需要15秒左右。

表分析后再次查看表的 relfilenode 和 relpages信息

mydb=> ANALYZE t1;
ANALYZE

mydb=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       25679 |    83334
(1 row)

发现 relfilenode 有变化，之前的 relfilenode 值为 25672 ，说明表被重写。另一方面 relpages 变大了。

PostgreSQL 11 版本

创建测试表并插入1000万数据，如下。

[pg11@pghost2 ~]$ psql francs francs
psql (11beta3)
Type "help" for help.

francs=> CREATE TABLE t1(id int4, name text);
CREATE TABLE

francs=> INSERT INTO t1 (id,name ) SELECT n, n || '_ALTER TABLE TEST ' FROM generate_series (1,10000000) n;
INSERT 0 10000000

francs=> ANALYZE t1;
ANALYZE

查看表的 relfilenode 和 relpages信息，如下:

francs=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       16802 |    73530

新增带默认值的非空字段，如下。

francs=> \timing
Timing is on.

francs=> ALTER TABLE t1 ADD COLUMN flag text DEFAULT 'abcdefg';
ALTER TABLE
Time: 40.743 ms

执行时间只需要 40 ms，瞬间完成。

表分析后再次查看表的 relfilenode 和 relpages信息

francs=> ANALYZE t1;
ANALYZE

francs=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       16802 |    73530
(1 row)

发现 relfilenode 没有变化，依然是 16802，同时 relpages 也没有变化。

增加1000字段

PostgreSQL 11 版本给表 t1 增加了一个带默认值的字段后表占用空间没有变化，是不是增加的字段数不够多？接着往下测试，增加1000个带默认值的字段，看看情况如何？

创建测试表并插入1000万测试数据，如下:

francs=> DROP TABLE t1;
DROP TABLE

francs=> CREATE TABLE t1(id int4, name text);
CREATE TABLE

francs=> INSERT INTO t1 (id,name ) SELECT n, n || '_ALTER TABLE TEST ' FROM generate_series (1,10000000) n;
INSERT 0 10000000

francs=> ANALYZE t1;
ANALYZE

查看表的 relfilenode 和 relpages信息，如下:

francs=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       34187 |    73530
(1 row)

查看表大小，如下：

francs=> SELECT pg_size_pretty(pg_relation_size('t1'));
 pg_size_pretty
----------------
 574 MB
(1 row)

创建函数，此函数用来给表 t1 添加 1000 个带默认值的字段，如下:

CREATE OR REPLACE FUNCTION  add_column() RETURNS INTEGER  AS  $BODY$
DECLARE
    column_name       text;
    default_value     text;
BEGIN
         default_value:= repeat(md5('1'),10);

       FOR i in 1..1000 LOOP
         column_name:= 'flag' || i;
         EXECUTE  
$$
 ALTER TABLE t1 ADD COLUMN 
$$
 || column_name  || 
$$
 text default' 
$$
 || default_value  || 
$$
'
$$
 ;
       END LOOP;

       RETURN 1;
END
$BODY$  LANGUAGE 'plpgsql';

执行函数，如下：

francs=> SELECT add_column();
 add_column
------------
          1
(1 row)

这时表t1已增加了1000个字段，如下：

francs=> SELECT * FROM t1 LIMIT 1;
-----------------------------------------[ RECORD 1 ]-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

id       | 1
name     | 1_ALTER TABLE TEST
flag1    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag2    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag3    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag4    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag5    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag6    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
flag7    |  c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849bc4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
...省略

查看表 relfilenode 和 relpages，没有变化。

francs=> SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname='t1';
 relname | relfilenode | relpages
---------+-------------+----------
 t1      |       34187 |    73530
(1 row)

再次确认表大小，依然还是 574MB。

francs=> SELECT pg_size_pretty(pg_relation_size('t1'));
 pg_size_pretty
----------------
 574 MB
(1 row)

从以上看出给表t1增加了1000个带默认值的字段后，t1表大小依然没有变化。

参考

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Release中的说明

PostgreSQL 10 版本

PostgreSQL 11 版本

增加1000字段

参考

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