SQL avancé pour le transactionnel

Module S5

Dalibo SCOP

24.09

29 août 2024

Sur ce document

Formation Module S5
Titre SQL avancé pour le transactionnel
Révision 24.09
PDF https://dali.bo/s5_pdf
EPUB https://dali.bo/s5_epub
HTML https://dali.bo/s5_html
Slides https://dali.bo/s5_slides
TP https://dali.bo/s5_tp
TP (solutions) https://dali.bo/s5_solutions

Licence Creative Commons CC-BY-NC-SA

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  • Paternité
  • Pas d’utilisation commerciale
  • Partage des conditions initiales à l’identique

Marques déposées

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Versions de PostgreSQL couvertes

Ce document ne couvre que les versions supportées de PostgreSQL au moment de sa rédaction, soit les versions 12 à 16.

SQL avancé pour le transactionnel

Préambule

  • SQL et PostgreSQL proposent de nombreuses possibilités avancées
    • normes SQL:99, 2003, 2008 et 2011
    • parfois, extensions propres à PostgreSQL
  • LIMIT/OFFSET
  • Jointures LATERAL
  • UPSERT : INSERT ou UPDATE
  • Common Table Expressions
  • Serializable Snapshot Isolation

Objectifs

  • Aller au-delà de SQL:92
  • Concevoir des requêtes simples pour résoudre des problèmes complexes

LIMIT

  • Clause LIMIT
  • ou syntaxe en norme SQL : FETCH FIRST xx ROWS
  • Utilisation :
    • limite le nombre de lignes du résultat

LIMIT : exemple

SELECT *
  FROM employes
LIMIT 2;
 matricule |   nom    | service  | salaire
-----------+----------+----------+----------
 00000001  | Dupuis   |          | 10000.00
 00000004  | Fantasio | Courrier |  4500.00
(2 lignes)

OFFSET

  • Clause OFFSET
    • à utiliser avec LIMIT
  • Utilité :
    • pagination de résultat
    • sauter les n premières lignes avant d’afficher le résultat

OFFSET : exemple (1/2)

  • Sans offset :
SELECT *
  FROM employes
 LIMIT 2
 ORDER BY matricule;
 matricule |   nom    | service  | salaire
-----------+----------+----------+----------
 00000001  | Dupuis   |          | 10000.00
 00000004  | Fantasio | Courrier |  4500.00

OFFSET : exemple (2/2)

  • En sautant les deux premières lignes :
SELECT *
  FROM employes
 ORDER BY matricule
 LIMIT 2
 OFFSET 2;
 matricule |   nom    |   service   | salaire
-----------+----------+-------------+---------
 00000006  | Prunelle | Publication | 4000.00
 00000020  | Lagaffe  | Courrier    | 3000.00

OFFSET : problèmes

  • OFFSET est problématique
    • beaucoup de données lues
    • temps de réponse dégradés
  • Alternative possible
    • utilisation d’un index sur le critère de tri
    • critère de filtrage sur la page précédente
  • Article sur le sujet

RETURNING

  • Clause RETURNING
  • Utilité :
    • récupérer les enregistrements modifiés
    • avec INSERT
    • avec UPDATE
    • avec DELETE

RETURNING : exemple

CREATE TABLE test_returning (id serial primary key, val integer);

INSERT INTO test_returning (val)
  VALUES (10)
RETURNING id, val;

 id | val
----+-----
  1 |  10
(1 ligne)

UPSERT

  • INSERT ou UPDATE ?
    • INSERT ... ON CONFLICT DO { NOTHING | UPDATE }
    • à partir de la version 9.5
  • Utilité :
    • mettre à jour en cas de conflit sur un INSERT
    • ne rien faire en cas de conflit sur un INSERT

UPSERT : problème à résoudre

  • Insérer une ligne déjà existante provoque une erreur :
INSERT INTO employes (matricule, nom, service, salaire)
 VALUES ('00000001', 'Marsupilami', 'Direction', 50000.00);
ERROR:  duplicate key value violates unique constraint
        "employes_pkey"
DETAIL:  Key (matricule)=(00000001) already exists.

ON CONFLICT DO NOTHING

  • la clause ON CONFLICT DO NOTHING évite d’insérer une ligne existante :
INSERT INTO employes (matricule, nom, service, salaire)
   VALUES ('00000001', 'Marsupilami', 'Direction', 50000.00)
   ON CONFLICT DO NOTHING;
INSERT 0 0

ON CONFLICT DO NOTHING : syntaxe

INSERT ....
ON CONFLICT
  DO NOTHING;

ON CONFLICT DO UPDATE

INSERT INTO employes (matricule, nom, service, salaire)
VALUES ('00000001', 'M. Pirate', 'Direction', 0.00)
ON CONFLICT (matricule)
   DO UPDATE SET salaire = employes.salaire,
                 nom = excluded.nom
RETURNING *;
 matricule |    nom    |   service   | salaire
-----------+-----------+-------------+----------
 00000001  | M. Pirate | Direction   | 50000.00

ON CONFLICT DO UPDATE

  • Avec plusieurs lignes insérées :
INSERT INTO employes (matricule, nom, service, salaire)
VALUES ('00000002', 'Moizelle Jeanne', 'Publication', 3000.00),
       ('00000040', 'Lebrac', 'Publication', 3100.00)
ON CONFLICT (matricule)
   DO UPDATE SET salaire = employes.salaire,
                 nom = excluded.nom
RETURNING *;
 matricule |       nom       |   service   | salaire
-----------+-----------------+-------------+----------
 00000002  | Moizelle Jeanne | Publication |  3000.00
 00000040  | Lebrac          | Publication |  3000.00

ON CONFLICT DO UPDATE : syntaxe

  • Colonne(s) portant(s) une contrainte d’unicité
  • Pseudo-table excluded
INSERT ....
ON CONFLICT (<colonne clé>)
  DO UPDATE
        SET colonne_a_modifier = excluded.colonne,
            autre_colonne_a_modifier = excluded.autre_colonne,
            ...;

LATERAL

  • Jointures LATERAL
    • SQL:99
    • PostgreSQL 9.3
    • équivalent d’une boucle foreach
  • Utilisations
    • top-N à partir de plusieurs tables
    • jointure avec une fonction retournant un ensemble

LATERAL : avec une sous-requête

  • Jointure LATERAL
    • équivalent de foreach
  • Utilité :
    • Top-N à partir de plusieurs tables
    • exemple : afficher les 5 derniers messages des 5 derniers sujets actifs d’un forum

LATERAL : exemple

SELECT titre,
       top_5_messages.date_publication,
       top_5_messages.extrait
  FROM sujets,
  LATERAL(SELECT date_publication,
                 substr(message, 0, 100) AS extrait
          FROM messages
         WHERE sujets.sujet_id = messages.sujet_id
         ORDER BY date_publication DESC
         LIMIT 5) top_5_messages
 ORDER BY sujets.date_modification DESC,
          top_5_messages.date_publication DESC
 LIMIT 25;

LATERAL : principe

Principe LATERAL

LATERAL : avec une fonction

  • Utilisation avec une fonction retournant un ensemble
    • clause LATERAL optionnelle
  • Utilité :
    • extraire les données d’un tableau ou d’une structure JSON sous la forme tabulaire
    • utiliser une fonction métier qui retourne un ensemble X selon un ensemble Y fourni

LATERAL : exemple avec une fonction

SELECT titre,
       top_5_messages.date_publication,
       top_5_messages.extrait
  FROM sujets,
       get_top_5_messages(sujet_id) AS top_5_messages
 ORDER BY sujets.date_modification DESC
 LIMIT 25;

Common Table Expressions

  • Common Table Expressions
    • clauses WITH et WITH RECURSIVE
  • Utilité :
    • factoriser des sous-requêtes

CTE et SELECT

  • Utilité
    • factoriser des sous-requêtes
    • améliorer la lisibilité d’une requête

CTE et SELECT : exemple

WITH resultat AS (
   /* requête complexe */
)
SELECT *
  FROM resultat
 WHERE nb < 5;

CTE et SELECT : syntaxe

WITH nom_vue1 AS [ [ NOT ] MATERIALIZED ] (
 <requête pour générer la vue 1>
)
SELECT *
  FROM nom_vue1;

CTE et barrière d’optimisation

  • Attention, une CTE est une barrière d’optimisation !
    • pas de transformations
    • pas de propagation des prédicats
  • Sauf à partir de la version 12
    • clause MATERIALIZED pour obtenir cette barrière

CTE en écriture

  • CTE avec des requêtes en modification
    • avec INSERT/UPDATE/DELETE
    • et éventuellement RETURNING
    • obligatoirement exécuté sur PostgreSQL
  • Exemple d’utilisation :
    • archiver des données
    • partitionner les données d’une table
    • débugger une requête complexe

CTE en écriture : exemple

WITH donnees_a_archiver AS (
DELETE FROM donnes_courantes
 WHERE date < '2015-01-01'
 RETURNING *
)
INSERT INTO donnes_archivees
SELECT * FROM donnees_a_archiver;

CTE récursive

  • SQL permet d’exprimer des récursions
    • WITH RECURSIVE
  • Utilité :
    • récupérer une arborescence de menu hiérarchique
    • parcourir des graphes (réseaux sociaux, etc.)

CTE récursive : exemple (1/2)

WITH RECURSIVE suite AS (
SELECT 1 AS valeur
UNION ALL
SELECT valeur + 1
  FROM suite
 WHERE valeur < 10
)
SELECT * FROM suite;

CTE récursive : principe

  • 1ère étape : initialisation de la récursion

Principe CTE recursive - 1

CTE récursive : principe

  • récursion : la requête s’appelle elle-même

Principe CTE recursive - 2

CTE récursive : exemple (2/2)

WITH RECURSIVE parcours_menu AS (
SELECT menu_id, libelle, parent_id,
       libelle AS arborescence
  FROM entrees_menu
 WHERE libelle = 'Terminal'
   AND parent_id IS NULL
UNION ALL
SELECT menu.menu_id, menu.libelle, menu.parent_id,
       arborescence || '/' || menu.libelle
  FROM entrees_menu menu
  JOIN parcours_menu parent
    ON (menu.parent_id = parent.menu_id)
)
SELECT * FROM parcours_menu;

Concurrence d’accès

  • Problèmes pouvant se poser :
    • UPDATE perdu
    • lecture non répétable
  • Plusieurs solutions possibles
    • versionnement des lignes
    • SELECT FOR UPDATE
    • SERIALIZABLE

SELECT FOR UPDATE

  • SELECT FOR UPDATE
  • Utilité :
    • « réserver » des lignes en vue de leur mise à jour
    • éviter les problèmes de concurrence d’accès

SKIP LOCKED

  • SELECT FOR UPDATE SKIP LOCKED
    • PostgreSQL 9.5
  • Utilité :
    • implémente des files d’attentes parallélisables

Serializable Snapshot Isolation

SSI : Serializable Snapshot Isolation (9.1+)

  • Chaque transaction est seule sur la base
  • Si on ne peut maintenir l’illusion
    • une des transactions en cours est annulée
  • Sans blocage
  • On doit être capable de rejouer la transaction
  • Toutes les transactions impliquées doivent être serializable
  • default_transaction_isolation=serializable dans la configuration

Conclusion

  • SQL est un langage très riche
  • Connaître les nouveautés des versions de la norme depuis 20 ans permet de
    • gagner énormément de temps de développemment
    • mais aussi de performance

Travaux pratiques

Travaux pratiques (solutions)

  1. La solution actuelle semble techniquement meilleure et la solution actuelle a donc été choisie. Le wiki du projet PostgreSQL montre que l’ordre MERGE a été étudié et qu’un certain nombre d’aspects cruciaux n’ont pas été spécifiés, amenant le projet PostgreSQL à utiliser sa propre version. Voir la documentation : https://wiki.postgresql.org/wiki/UPSERT#MERGE_disadvantages.↩︎