Có thể khai báo biến động chức năng IMMUTABLE làm hại hiệu suất?

Các hàm Postgres được khai báo với phân loại biến động VOLATILE, STABLEhoặcIMMUTABLE . Dự án được biết là rất nghiêm ngặt với các nhãn này cho các chức năng tích hợp. Và với lý do chính đáng. Ví dụ nổi bật: các chỉ mục biểu thức chỉ cho phép các IMMUTABLEhàm và chúng phải thực sự bất biến để tránh kết quả không chính xác.

Các hàm do người dùng định nghĩa vẫn miễn phí được khai báo khi chủ sở hữu chọn. Hướng dẫn tư vấn:

Để có kết quả tối ưu hóa tốt nhất, bạn nên gắn nhãn các chức năng của mình với danh mục biến động nghiêm ngặt nhất có giá trị đối với chúng.

... Và thêm một danh sách rộng lớn những thứ có thể sai với nhãn biến động không chính xác.

Tuy nhiên, có những trường hợp giả mạo bất biến có ý nghĩa. Hầu hết khi bạn biết chức năng, trên thực tế, là bất biến trong phạm vi của bạn. Thí dụ:

• PostgreQuery có hỗ trợ các bộ sưu tập không nhạy cảm với các điểm nhấn không?

Tất cả các tác động có thể có về tính toàn vẹn dữ liệu sang một bên , ảnh hưởng đến hiệu suất là gì? Người ta có thể cho rằng khai báo một chức năng IMMUTABLEchỉ có thể có lợi cho hiệu suất . Là vậy sao?

Có thể khai báo chức năng biến động IMMUTABLE gây hại hiệu suất?

Giả sử Postgres 10 hiện tại để thu hẹp nó, nhưng tất cả các phiên bản gần đây đều đáng quan tâm.

Có, nó có thể gây hại cho hiệu suất.

Các hàm SQL đơn giản có thể được "nội tuyến" trong truy vấn gọi. Trích dẫn Wiki Postgres :

Các hàm SQL (tức là LANGUAGE SQL) sẽ, trong các điều kiện nhất định, có các thân hàm của chúng được đặt vào truy vấn gọi thay vì được gọi trực tiếp. Điều này có thể có lợi thế hiệu suất đáng kể vì cơ thể chức năng tiếp xúc với trình hoạch định truy vấn cuộc gọi, có thể áp dụng các tối ưu hóa như gập liên tục, đẩy xuống chất lượng, v.v.

Nhấn mạnh đậm của tôi.

Để thực thi tính đúng đắn, có một số điều kiện tiên quyết. Một trong số họ :

nếu hàm được khai báo IMMUTABLE, thì biểu thức không được gọi bất kỳ hàm hoặc toán tử không bất biến nào

Có nghĩa là, các hàm SQL sử dụng bất kỳ hàm không thay đổi nào nhưng vẫn được khai báo IMMTUTABLEsẽ bị loại trừ khỏi tối ưu hóa này. Bị kích thích bởi những câu trả lời liên quan trên SO, tôi đã chạy thử nghiệm rộng rãi:

• Cách tổng hợp dữ liệu từ nhiều năm trên MM-DD, bỏ qua năm
• Làm thế nào để bạn làm toán ngày mà bỏ qua năm?

Về cơ bản so sánh hai biến thể của một hàm SQL đơn giản (ánh xạ ngày thành một integer, bỏ qua năm không quan trọng cho mục đích):

CREATE FUNCTION f_mmdd_tc_s(date) RETURNS int LANGUAGE sql STABLE    AS
$$SELECT to_char($1, 'MMDD')::int$$;

CREATE FUNCTION f_mmdd_tc_i(date) RETURNS int LANGUAGE sql IMMUTABLE AS
$$SELECT to_char($1, 'MMDD')::int$$;  -- cannot be inlined!

Hàm Postgres to_char()chỉ STABLE, không IMMUTABLE(tất cả các trường hợp quá tải của nó - vì những lý do nằm ngoài phạm vi của câu trả lời này ). Vì vậy, cái thứ hai là giả IMMUTABLEvà hóa ra là chậm hơn 5x trong một thử nghiệm đơn giản:

db <> fiddle ở đây

Ví dụ cụ thể này có thể được thay thế bằng tương đương:

CREATE FUNCTION f_mmdd(date) RETURNS int LANGUAGE sql IMMUTABLE AS
$$SELECT (EXTRACT(month FROM $1) * 100 + EXTRACT(day FROM $1))::int$$;

Sẽ có vẻ đắt hơn với hai cuộc gọi chức năng và tính toán nhiều hơn. Tuy nhiên, IMMUTABLEnhãn là đúng (cộng, chức năng sử dụng nhanh hơn và ép buộc textđể integerlà tốn kém hơn, quá).

Nhanh gấp 2 lần biến thể nhanh hơn ở trên (nhanh gấp 10 lần so với biến thể chậm hơn). Vấn đề là: Sử dụng các IMMUTABLEchức năng nếu có thể , sau đó bạn không phải "gian lận" để bắt đầu.