Heroku Postgres БН бушлай куллану өчен оптимальләштерү

1 сентябрь 2021

Реляцион бирелмәләр нигезне (БН) Heroku Postgres бушлай дәрәҗәдә куллану өчен SIBrowser кушымтасы мисалында оптимальләштерү.

SIBrowser — Своя игра (SIGame) пакетлар эзләү сайты. Соңгы вакытта мин бу сайтны ясый идем. Без дуслар белән еш уйныйбыз һәм безгә һәрвакыт яхшы пактларны эзләргә кирәк. Эзләүне гадиләштерү өчен мин интернеттан пакет җыю һәм пакет статистика күрсәтү системаны төзи башладым.

Сайт Ruby on Rails нигезендә төзелгән һәм Heroku платформасында җәелә. Акча саклану өчен Heroku-ның бушлай БН дәрәҗәләрне кулланам. Heroku Postgres бушлай дәрәҗәдә 1ГБ саклагыч урыны һәм 10к БН рәт бирелә. Heroku Redis бушлай дәрәҗәдә 25МБ хәтер бирелә.

Фонда пакет җыю өчкн мин Sidekiq-ны кулланам. Sidekiq бирем чиратны Heroku Redis-та саклый. Моның өчен Heroku Redis-ның бушлай дәрәҗәсе җитә: хәзер 25МБ-тан < 1МБ кулланыла.

Ләкин, Heroku Postgres-ның рәт чикләмәләре бу проектта зур йогынты ясый.

Бирелмәләр нигезне акча саклау өчен оптимальләштерү

Heroku Postgres бушлай дәрәҗәдә куллану өчен, без БН архитектурада берничә үзгәреш ясый алабыз. Проектның ER-модельгә карыйк:

Ясаучының ноль я күбрәк пакет бар. Пакетның ноль я күбрәк тәг һәм раунд бар. Раундның ноль я күбрәк тема бар. Теманың ноль я күбрәк сорау бар.

Өченче я дүртенче нормаль формага нормальләшкән БН белән эшләргә яхшы булыр иде. Ләкин, һәр нормальләштерү адымы рәт саны күбәйәчәк.

Системада кирәкле БН таләпләргә карап, без кайбер объектларны денормальләштерергә алабыз.

Адым 1: төп таблица

ER-диаграммага караганда, Пакет төп объект булуны күрәбез. Чыннан да, башка объектларны Пакет-ның атрибутлары кебек сакла алабыз.

Тәгләр һәм ясаучылар юл массивы формасында сакла алабыз. Раунд-тема-сорау чылбырны структура дип атыйк һәм кертелгән массивлар я һәшләр формасында сакла алабыз да.

Шундый объект саклау өчен, Active Record-ның serialize ысулы белән саклаячакбыз. Моның өчен БН кырлары text яисә string типлы булырга тиеш.

                  class Package < ApplicationRecord
  serialize :authors, Array
  serialize :structure, Hash
  serialize :tags, Array
end

                

Шулай итеп, барлык ER-модельне бер генә таблицада сакланыла, әмма БН нормаль формасыны югалта. Пакетлар гына үзе санлы беренчел ачкычы бар.

Соңрак без моның бик начар булмавыны күрсәтәчәкбез. БН-дән без берничә таләп ясый алабыз әле: барлык пакет исемлекне укый алабыз, кирәкле пакетның мәгълүматны ачкыч белән укый алабыз да.

Адым 2: JSONB индекс белән ясаучы буенча эзләү

Heroku Postgres бушлай дәрәҗәдә индекс саны чикләнмәгән һәм без берничә индекс ясачакбыз. Ясаучы буенча эзләү тизләтү өчен, author атрибуты нигезендә инвертләнгән индекс төзи алабыз, әмма баштан безгә бу атрибутның тибы JSONB-га өйләнергә кирәк.

JSONB өйләнүдән соң, serialize ысулы безгә кирәкми чөнки кыйммәтләр автоматик рәвештә JSONB-дан һәм JSONB-га өйләнәчәкләр.

Без хәреф регистр бәйләнмәгән эзләүне ясаячакбыз, чөнки ясаучы исемнәре төрле пакетларда төрлечә язылалар.

Баштан индексны төзибез:

                  CREATE INDEX authors_icase_index
ON packages
USING gin (LOWER(authors::text)::jsonb);

                

Эзләүдә индекс кулланыр өчен, нәкъ шундый таләпне кулланырга кирәк:

                  class Package < ApplicationRecord
  scope :by_author, ->(author) do
    where('LOWER(authors::text)::jsonb @> to_jsonb(LOWER(?)::text)', author)
  end
end

                

Индекс кулланувын EXPLAIN-да күрәбез:

                  EXPLAIN SELECT "packages".* FROM "packages"
WHERE (LOWER(authors::text)::jsonb @> to_jsonb(LOWER('Timur')::text));

                                    QUERY PLAN                                    
----------------------------------------------------------------------------------
 Bitmap Heap Scan on packages  (cost=8.08..36.14 rows=9 width=677)
   Recheck Cond: ((lower((authors)::text))::jsonb @> to_jsonb('timur'::text))
   ->  Bitmap Index Scan on authors_icase_index  (cost=0.00..8.07 rows=9 width=0)
         Index Cond: ((lower((authors)::text))::jsonb @> to_jsonb('timur'::text))

                

Ләкин, ясаучының санлы беренчел ачкычы юк. Ясаучыларны аларның аскы регистрлы исемләре нигезендә аңлыйбыз. Бу очракта, ясаучының исеме адрес эчендә булырга тиеш:

                  # routes.rb
resources :authors, only: [:show], constraints: { id: /.+/ }

Шундый constraints көйләве Rails-ка буш аралы һәм авыш сызыклы исемнәрне аңларга әйтә. Мәсәлән, системада https://vk.com/sigamepack исемле ясаучы бар һәм аның бите https://www.sibrowser.ru/authors/https://vk.com/sigamepack адреста урнашкан.

Адым 3: JSONB атрибут бунча тулы текст эзләү

JSONB атрбутларда тулы текст эзләүне ясый алабыз да.

Ли Һаллидейнның мәкәләсе тулы текст эзләүне pg_search гемы һәм ts_vector тибы нигезендә төзүне тасвирлый.

Монда мин JSONB атрибут өчендә эзләү өчен охшаш ысулы күрсәтәм.

Исәпләнүче searchable баганасы JSONB элементларга үзе дәрәҗәләрне бирә ала. to_tsvector функциясе икенче аргумент урында JSONB типны да аңлый.

                  ALTER TABLE packages
ADD COLUMN searchable tsvector GENERATED ALWAYS AS (
  setweight(to_tsvector('russian', coalesce(name, '')), 'A') ||
  setweight(to_tsvector('russian', coalesce(authors, '{}')), 'B') ||
  setweight(to_tsvector('russian', coalesce(tags, '{}')), 'B') ||
  -- Раунд исемләре
  setweight(to_tsvector('russian', coalesce(jsonb_path_query_array(structure, '$[*].name'), '{}')), 'B') ||
  -- Тема исемләре
  setweight(to_tsvector('russian', coalesce(jsonb_path_query_array(structure, '$[*].themes[*].name'), '{}')), 'B')
) STORED;

                

Бу үрнәктә JSONB-да ерак кертелгән кыйммәтне, JSON юллары кулланып, индекска кую күрсәтелгән.

pg_search көйләве шундый ук кала:

                  class Package < ApplicationRecord
  include PgSearch::Model
  
  pg_search_scope :search_freetext,
    against: :searchable, # tsvector_column булганда куллынмый
    using: {
      tsearch: {
        dictionary: 'russian',
        tsvector_column: 'searchable'
      }
    }
end

                

Йомгаклау

Бу мәкаләдә без берничә мәсьәлә карап чыктык:

Heroku Postgres бушлай дәрәҗәнең чикләмәләр һәм алар белән эшләү
JSONB белән БН денормальләштерү
JSONB өчен инвертләштереләгән индекс төзү
JSONB объектларга кертелгән юлларда тулы текст эзләү