在数据库管理与优化领域，索引的创建是提升查询性能不可或缺的一环。然而，在PostgreSQL这样的关系型数据库管理系统中，索引的创建方式及其影响需要仔细考虑。近期，在尝试为数据库表创建索引时，我们遇到了一个常见的错误：“ERROR: CREATE INDEX CONCURRENTLY cannot run inside a transaction block”。本文将深入探讨这一问题的原因、解决方案，并详细阐述并发索引创建的重要性、使用场景以及相关的注意事项，帮助数据库管理员和开发者更好地理解和应用这一功能。
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一、PG为什么会出现创建索引错误
CREATE INDEX CONCURRENTLY 命令在 PostgreSQL 中不能在一个显式的事务块（transaction block）内部执行。这是因为 CONCURRENTLY 索引的创建过程需要跨越多个事务，以便它能够安全地在不阻塞其他操作的情况下添加索引。
当你尝试在一个显式的事务块（比如 BEGIN ... COMMIT 或 BEGIN ... ROLLBACK 块内）执行 CREATE INDEX CONCURRENTLY 时，PostgreSQL 会报错，提示你不能这样做。
二、如何解决PG的创建索引错误
实际上，CREATE INDEX CONCURRENTLY 本身就是一个独立的事务，它会自动管理自己的事务边界。当你执行这个命令时，PostgreSQL 会启动一个新的事务来创建索引，并在索引创建完成后提交这个事务。
如果你需要在创建索引之前或之后执行其他事务性操作，你应该确保这些操作是在 CREATE INDEX CONCURRENTLY 命令之外单独的事务中执行的。
这里是一个简单的例子，说明如何在不同的事务中执行 CREATE INDEX CONCURRENTLY 和其他操作：
-- 开始一个事务来执行一些操作
BEGIN;
-- 执行一些DML操作或其他事务性操作
-- ...
COMMIT; -- 结束这个事务
-- 现在创建一个异步索引（不在事务块内）
CREATE INDEX CONCURRENTLY idx_users_email ON users (email);
-- 如果需要，可以在另一个事务中执行更多操作
BEGIN;
-- 执行其他DML操作或其他事务性操作
-- ...
COMMIT; -- 结束这个事务请注意，虽然 CREATE INDEX CONCURRENTLY 允许在索引创建期间对表进行DML操作，但它仍然可能会遇到一些冲突，这些冲突会导致索引创建失败。例如，如果表结构在索引创建过程中被更改（如添加或删除列），则索引创建可能会失败。因此，在创建异步索引时，应该确保表结构在索引创建期间保持稳定。
三、CONCURRENTLY（索引创建）的注意事项
- 冲突处理：
- 在
CONCURRENTLY索引创建过程中，如果表结构发生变化（如添加或删除列），或者发生其他与索引创建冲突的操作，索引创建可能会失败。 - 因此，在创建
CONCURRENTLY索引时，需要确保表结构在索引创建期间保持稳定。
- 在
- 额外开销：
CONCURRENTLY索引创建需要执行两次表扫描，并可能需要等待其他事务的完成，这可能会增加额外的CPU和I/O负载。- 因此，在资源有限的环境中，需要权衡索引创建对系统性能的影响。
四、异步索引是什么？异步索引的工作原理是什么？
- 定义：异步索引允许数据库在不影响正常数据库操作的情况下，创建或重建索引。这对于生产环境中的数据库尤为重要，因为它可以减少对数据库性能的负面影响。
- 工作原理：当使用
CONCURRENTLY关键字创建索引时，PostgreSQL会创建一个额外的表来存储索引的元数据，并在后台逐渐将现有数据填充到这个索引中。这个过程中，对表的DML操作会被透明地处理，无需等待索引创建的完成。
五、异步索引的使用场景
- 对于生产环境中的大型表，当需要创建索引以提高查询性能时，可以考虑使用异步索引来减少对业务的影响。
- 在进行系统维护或优化时，如果需要重建或调整索引结构，也可以使用异步索引来减少停机时间。
六、PG索引常见问题扩展
Q:为什么要使用CONCURRENTLY创建索引？
A: PostgreSQL 使用
CONCURRENTLY关键字创建索引的主要目的是在不阻塞对表的其他数据操纵语言（DML）操作（如INSERT、UPDATE、DELETE）的情况下进行索引的创建。使用原因
- 避免长时间表锁定：
- 传统的索引创建方式会锁定表，阻止在索引创建期间对表的写入操作，这可能导致长时间的表锁定，特别是在大型表上。
- 使用
CONCURRENTLY可以在不锁定表的情况下创建索引，允许在索引构建过程中继续对表进行DML操作。- 提高系统可用性：
- 在生产环境中，长时间的表锁定可能会严重影响系统的可用性和性能。
CONCURRENTLY选项允许数据库在索引构建期间继续服务用户请求，减少了对系统可用性的影响。- 减少维护窗口：
- 在没有
CONCURRENTLY选项的情况下，创建索引通常需要安排在系统负载较低的维护窗口进行，以避免对生产系统的影响。- 使用
CONCURRENTLY可以更灵活地安排索引创建时间，减少了对系统维护窗口的依赖。使用优势
- 不阻塞DML操作：
- 如前所述，
CONCURRENTLY允许在索引创建期间继续对表进行DML操作，避免了传统索引创建方式下的写入阻塞。- 提高性能：
- 尽管
CONCURRENTLY索引创建可能需要更长的总时间和更多的CPU、I/O资源，但它通过减少系统停机时间和提高系统可用性来间接提高整体性能。- 灵活性：
CONCURRENTLY提供了在不停机的情况下优化数据库性能的灵活性，使得数据库管理员可以根据实际需求更灵活地安排索引创建工作。
结语
综上所述，CREATE INDEX CONCURRENTLY 在PostgreSQL中提供了一种在不阻塞DML操作的情况下创建索引的有效方法，极大地提高了数据库系统的可用性和灵活性。然而，其使用也伴随着一定的限制和额外开销，如需要确保表结构在索引创建期间的稳定性，以及可能增加的CPU和I/O负载。因此，在实际应用中，我们需要根据具体场景和需求，权衡利弊，合理选择索引创建方式。希望本文的探讨能为读者在数据库索引创建与管理方面提供有益的参考和启示。
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