如何在 PostgreSQL 中高效地查找大型 JSON 数组中的元素？

优化 PostgreSQL 中的 JSON 数组元素搜索

在 PostgreSQL 中存储的大型 JSON 数组中有效定位特定元素对于性能至关重要。虽然 PostgreSQL 的 json_array_elements 函数随时可用，但在处理大量数组时，它会显着影响查询速度。

一种常见的方法是利用 JSON 数组上的 GIN 索引。 但是，此方法仅限于包含原始数据类型（数字、字符串）的数组。 JSON 对象数组不会从这种索引策略中受益。

更强大的解决方案涉及创建自定义函数来提取所需的元素，然后对提取的值进行索引。 即使对于复杂的 JSON 数组结构，这也可以实现高效的查找。

示例实现：

以下是如何创建一个函数来根据键提取元素，然后使用 GIN 对其进行索引：

CREATE OR REPLACE FUNCTION extract_element(j JSONB, key TEXT) RETURNS TEXT AS $$
  SELECT value ->> key
  FROM jsonb_each(j)
  WHERE key = key
$$ LANGUAGE SQL IMMUTABLE;

CREATE INDEX tracks_artists_gin_idx ON tracks USING GIN (extract_element(artists, 'name'));

此函数 extract_element 采用 JSONB 对象 (j) 和键 (key) 作为输入。它使用 jsonb_each 迭代 JSONB 对象，并使用 ->> 提取与指定键关联的值。 WHERE 子句确保仅返回匹配键的值。 然后，根据该函数应用于“artists”列的结果创建索引（假设“artists”是一个包含 JSON 对象数组的 JSONB 列，每个对象都有一个“name”键）。

改进的查询性能：

有了这个索引，像下面这样的查询将利用索引来显着加快执行速度：

SELECT * FROM tracks WHERE artists @> '[{"name": "The Dirty Heads"}]';

此查询之前会导致全表扫描，现在可以有效地使用 GIN 索引，极大地提高大型数据集的性能。

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