《PostgreSQL 开发指南》第32篇物化视图

物化视图概述

物化视图（Materialized View）是 PostgreSQL 提供的一个扩展功能，它是介于视图和表之间的一种对象。

物化视图和视图的最大区别是它不仅存储定义中的查询语句，而且可以像表一样存储数据。物化视图和表的最大区别是它不支持 INSERT、UPDATE、DELETE 以及 MERGE 语句，只能通过刷新物化视图进行数据的更新。

物化视图通过提前运行并存储查询结果，通常用于查询优化、数据仓库、数据集成等场景。

另外，PostgreSQL 目前不支持物化视图的实时更新，因此物化视图中的数据通常不是最新数据。

创建物化视图

PostgreSQL 使用 CREATE MATERIALIZED VIEW 语句创建视图：

CREATE MATERIALIZED VIEW [ IF NOT EXISTS ] name
AS query
[ WITH [ NO ] DATA ];

其中，IF NOT EXISTS 可以避免重复创建一个已经存在的物化视图时产生错误；name 是物化视图的名称；query 是物化视图的查询语句。

WITH DATA 表示创建时填充物化视图中的数据，这个是默认选项；WITH NO DATA 表示创建时不填充数据，此时无法查询物化视图中的数据，需要执行 REFRESH MATERIALIZED VIEW 命令刷新物化视图数据之后才能查询。

💡虽然物化视图定义中的查询语句支持 ORDER BY 子句，但是不推荐使用。如果想要以指定顺序显示数据，应该在查询数据时明确指定排序字段，而不应该依赖表中的数据存储顺序。

以下语句创建了一个包含员工统计信息的物化视图：

CREATE MATERIALIZED VIEW emp_stat_mv
AS 
SELECT d.department_name, j.job_title, count(*)
FROM employees e 
JOIN departments d ON d.department_id = e.department_id 
JOIN jobs j ON j.job_id = e.job_id
GROUP BY d.department_name, j.job_title;

物化视图 emp_stat_mv 包含了按照部门和职位统计的员工数量。

我们可以直接查询 emp_stat_mv，获取员工统计信息：

SELECT * 
FROM emp_stat_mv
ORDER BY department_name;

department_name |job_title                      |count|
----------------+-------------------------------+-----+
Accounting      |Public Accountant              |    1|
Accounting      |Accounting Manager             |    1|
Administration  |Administration Assistant       |    1|
Executive       |Administration Vice President  |    2|
Executive       |President                      |    1|
Finance         |Accountant                     |    5|
Finance         |Finance Manager                |    1|
Human Resources |Human Resources Representative |    1|
IT              |Programmer                     |    5|
Marketing       |Marketing Manager              |    1|
Marketing       |Marketing Representative       |    1|
Public Relations|Public Relations Representative|    1|
Purchasing      |Purchasing Clerk               |    5|
Purchasing      |Purchasing Manager             |    1|
Sales           |Sales Representative           |   29|
Sales           |Sales Manager                  |    5|
Shipping        |Stock Manager                  |    5|
Shipping        |Stock Clerk                    |   20|
Shipping        |Shipping Clerk                 |   20|

物化视图可以像表一样支持索引，实现约束和查询优化。例如，以下语句为 emp_stat_mv 创建了一个唯一索引：

CREATE UNIQUE INDEX uk_emp_stat_mv ON emp_stat_mv(department_name, job_title);

刷新物化视图

PostgreSQL 物化视图不会自动刷新数据，需要手动执行 REFRESH MATERIALIZED VIEW 语句：

REFRESH MATERIALIZED VIEW [ CONCURRENTLY ] name
[ WITH [ NO ] DATA ];

其中，CONCURRENTLY 可以支持刷新物化视图时其他连接的并发读取。使用该选项的前提是物化视图上至少存在一个唯一索引，而且不能是表达式索引或者部分索引。

WITH DATA 表示刷新时填充物化视图中的数据，这个是默认选项；WITH NO DATA 表示刷新时不填充数据，刷新后物化视图处于不可查询状态。

CONCURRENTLY 和 WITH NO DATA 选项不能一起使用。未填充数据的物化视图刷新时不支持 CONCURRENTLY 选项。

💡如果在物化视图定义的查询语句中指定了 ORDER BY 子句，刷新物化视图数据时不会保证数据仍然按照指定顺序进行存储。

例如，我们可以定期执行以下语句刷新物化视图 emp_stat_mv 中的数据：

REFRESH MATERIALIZED VIEW CONCURRENTLY emp_stat_mv;

或者执行以下语句清空物化视图 emp_stat_mv 中的数据：

REFRESH MATERIALIZED VIEW emp_stat_mv
WITH NO DATA;

修改物化视图

ALTER MATERIALIZED VIEW 语句可以修改物化视图的一些属性，例如名称、字段名等：

ALTER MATERIALIZED VIEW [ IF EXISTS ] name
RENAME [ COLUMN ] column_name TO new_column_name;
    
ALTER MATERIALIZED VIEW [ IF EXISTS ] name
RENAME TO new_name;
    
ALTER MATERIALIZED VIEW [ IF EXISTS ] name
SET SCHEMA new_schema;

第一个语法用于修改物化视图的字段名称，第二个语法用于修改物化视图的名称，第三个语法用于修改物化视图所在的模式。

例如，以下语句将物化视图 emp_stat_mv 的名称修改为 emp_stat_mv2：

ALTER MATERIALIZED VIEW emp_stat_mv 
RENAME TO emp_stat_mv2;

ALTER MATERIALIZED VIEW 语句不能修改物化视图定义中的查询语句；如果想要修改物化视图定义中的查询语句，需要删除并重建物化视图。

ALTER MATERIALIZED VIEW 语句还提供了其他的修改功能，具体可以参考官方文档。

删除物化视图

PostgreSQL 使用 DROP MATERIALIZED VIEW 语句删除物化视图：

DROP MATERIALIZED VIEW [ IF EXISTS ] name [ CASCADE | RESTRICT ];

其中，IF EXISTS 可以避免删除一个不存在的物化视图时产生错误；CASCADE 表示级联删除依赖于该物化视图的对象；RESTRICT 表示如果存在依赖对象则提示错误信息，这是默认值。

我们可以使用以下语句删除物化视图 emp_stat_mv2：

DROP MATERIALIZED VIEW emp_stat_mv2;