使用運算式的虛擬資料欄最佳化查詢

本頁說明如何使用資料欄引擎中的運算式虛擬資料欄，加快查詢速度。

資料欄引擎可以具體化並快取常用運算式的結果。AlloyDB 會預先計算並儲存這些結果，避免在多個查詢中重複剖析及評估相同運算式。這個程序可提升查詢效能並降低 CPU 耗用量，特別是處理大型資料集的分析工作負載。

以下是運算式虛擬資料欄的一些用途：

依據 JSON 屬性篩選：經常依據 JSON 欄中的特定鍵/值組合篩選查詢。
複雜運算式評估：適用於涉及複雜或運算密集型運算式的查詢。

啟用運算式掃描的虛擬資料欄後，系統會自動最佳化使用資料欄引擎且含有常用運算式的查詢。在重新整理基礎資料欄時，直欄引擎會自動重新整理這些虛擬資料欄。

虛擬欄中支援的運算式

在 (預先發布版) 中，AlloyDB 支援對 JSON 和 JSONB 資料欄使用 -> 和 ->> 運算子。

事前準備

為 AlloyDB 叢集啟用資料欄引擎。詳情請參閱「設定直欄式引擎」。
使用查詢洞察功能，找出 AlloyDB 查詢中常用的運算式。
將運算式的基本資料欄新增至資料欄引擎。詳情請參閱「手動管理資料欄存放區內容」。

啟用運算式的虛擬資料欄

您可以使用 gcloud beta alloydb instances update 指令，為執行個體啟用運算式的虛擬資料欄支援功能。

如要使用 gcloud CLI，可以安裝並初始化 Google Cloud CLI，也可以使用 Cloud Shell。

    gcloud beta alloydb instances update INSTANCE_ID \
        --region=REGION_ID \
        --cluster=CLUSTER_ID \
        --project=PROJECT_ID \
        --update-mode=INPLACE \
        --add-database-flags="google_columnar_engine.enable_virtual_columns_scan=on"

更改下列內容：

INSTANCE_ID：您的 AlloyDB 執行個體 ID。
REGION_ID：AlloyDB 執行個體所在的區域。
CLUSTER_ID：AlloyDB 執行個體的叢集 ID。
PROJECT_ID：您的 Google Cloud 專案 ID。

如要在工作階段層級設定這個標記，請執行下列指令：

SET google_columnar_engine.enable_virtual_columns_scan=on;

新增運算式的虛擬資料欄

如要將常用運算式新增至直欄引擎，請使用 psql 用戶端呼叫 google_columnar_engine_add 函式。這些運算式會填入資料欄引擎，做為資料欄，與資料庫中已有的資料欄並列。

您可以透過逗號分隔值的形式指定多個運算式。

    SELECT google_columnar_engine_add(
    relation => 'DB.SCHEMA.TABLE_NAME',
    columns => 'COLUMN_NAME, COLUMN_NAME',
    expressions => 'EXP1, EXP2, EXP3'
    );

更改下列內容：

DB.SCHEMA：儲存資料表的資料庫結構定義。
TABLE_NAME：儲存資料欄的資料表名稱。
COLUMN_NAME：包含運算式的資料欄名稱。
EXP1, EXP2, EXP3，並以半形逗號分隔運算式。支援的 JSON 擷取運算式為 -> 和 ->>。

舉例來說，如要為 public 結構定義中的 employee 資料表新增 user ->> 'email' 和 user ->> 'name' 運算式，請使用下列查詢：
```
    SELECT google_columnar_engine_add(
    relation => 'postgres.public.employee',
    expressions => '"user ->> ''email''", "user ->> ''name''"'
    );
```
運算式語法：
- 以單引號括住整個運算式值，例如 expressions => 'EXP1,EXP2,EXP3'。
- 如有多個運算式，請以半形逗號分隔。
- 請將每個個別運算式括在雙引號中。
- 如要逸出運算式中的單引號，請使用另一個單引號。
舉例來說，如要新增 col -> 'level1' 和 col -> 'level1' ->> 'level2' 運算式，請使用下列格式：
```
    expressions => '"col -> ''level1''", "col -> ''level1'' ->> ''level2''"'
```

運算式虛擬資料欄範例

這個範例說明如何使用運算式虛擬資料欄功能。建立含有 profile JSONB 資料欄的 users 資料表，並填入範例資料。然後根據查詢分析，使用 google_columnar_engine_add 函式，將常用的 profile ->> 'email' 運算式新增至資料欄引擎。資料欄引擎接著會使用這個常見運算式，協助最佳化後續查詢。

如要將這個常見運算式範例新增至直欄引擎，請按照下列步驟操作：

前往 Google Cloud 控制台的「Clusters」(叢集) 頁面。

前往「Clusters」(叢集) 頁面
在「Resource name」(資源名稱) 欄中，按一下叢集名稱。
在導覽窗格中，按一下「AlloyDB Studio」。
如要建立含有 profile JSONB 資料欄的 users 資料表，請執行下列指令：
```
CREATE TABLE users (
id int,
username TEXT,
profile JSONB
);
```

如要使用範例資料填入 users 資料表，請執行下列指令：

INSERT INTO users (id, username, profile)
SELECT
    i,
    'user' || i,
    jsonb_build_object(
        'name', 'User ' || i,
        'email', 'user' || i || '@example.com',
        'active', (i % 2 = 0)
    )
FROM generate_series(1, 100000) AS i;

如要提升包含常用運算式的查詢效能，請將 profile ->> 'email' 運算式新增至資料欄引擎：

SELECT google_columnar_engine_add(
    relation => 'users',
    columns => 'username, profile',
    expressions => '"profile ->> ''email''"'
);

執行使用頻繁運算式的查詢，並觀察查詢完成所需的時間。

SELECT username
FROM users
WHERE profile->>'email' = 'user50000@example.com';

啟用運算式虛擬資料欄功能。

SET google_columnar_engine.enable_virtual_columns_scan=on;

重新執行使用頻繁運算式的查詢，並觀察查詢完成所需的時間。

SELECT username
FROM users
WHERE profile->>'email' = 'user50000@example.com';

為運算式啟用虛擬資料欄後，查詢執行時間會縮短。

查看運算式的虛擬資料欄

如要找出特定資料表新增的所有運算式，請查詢 g_columnar_virtual_columns 檢視畫面：

    SELECT * FROM g_columnar_virtual_columns;

輸出內容類似如下，其中 description 欄位會顯示為資料表 (關聯) 新增的所有運算式。

SELECT * FROM g_columnar_virtual_columns;
category           | expression
database_name      | testdb
schemas            | {public}
relations          | {users}
description        | profile->>'email'
column_data_type   | text
status             | Usable
last_accessed_time | 2026-02-04 06:25:32.499601+00
num_times_accessed | 1

移除運算式的虛擬資料欄

如要移除運算式，請呼叫 google_columnar_engine_drop() 函式：

    SELECT google_columnar_engine_drop(
      relation => 'DB.SCHEMA.TABLE_NAME',
      expressions => 'EXP1, EXP2, EXP3'
    );

將 EXP1, EXP2, EXP3 替換為資料表中以半形逗號分隔的運算式清單，格式與新增運算式時相同。