Active Record для PostgreSQL

Данное руководство рассказывает о специфике использования PostgreSQL с Active Record.

После прочтения этого руководства, вы узнаете о том:

  • Как использовать типы данных PostgreSQL.
  • Как использовать первичные ключи UUID.
  • Как реализовать полнотекстовый поиск с помощью PostgreSQL.
  • Как возвращать ваши модели Active Record, используя представление базы данных.

Для использования адаптера PostgreSQL необходимо установить как минимум версию 9.1. Предыдущие версии не поддерживаются.

Для начала работы с PostgreSQL взгляните на конфигурирование приложений на Rails. Там описано как правильно настроить Active Record для PostgreSQL.

1. Типы данных

PostgreSQL предлагает достаточное количество специфичных типов данных. Далее представлен список типов, которые поддерживаются адаптером PostgreSQL.

1.1. Двоичные типы данных

# db/migrate/20140207133952_create_documents.rb
create_table :documents do |t|
  t.binary 'payload'
end

# app/models/document.rb
class Document < ApplicationRecord
end

# Использование
data = File.read(Rails.root + "tmp/output.pdf")
Document.create payload: data

1.2. Массивы

# db/migrate/20140207133952_create_books.rb
create_table :books do |t|
  t.string 'title'
  t.string 'tags', array: true
  t.integer 'ratings', array: true
end
add_index :books, :tags, using: 'gin'
add_index :books, :ratings, using: 'gin'

# app/models/book.rb
class Book < ApplicationRecord
end

# Использование
Book.create title: "Brave New World",
            tags: ["fantasy", "fiction"],
            ratings: [4, 5]

## Книги с одним тегом
Book.where("'fantasy' = ANY (tags)")

## Книги с несколькими тегами
Book.where("tags @> ARRAY[?]::varchar[]", ["fantasy", "fiction"])

## Книги с рейтингом 3 и более
Book.where("array_length(ratings, 1) >= 3")

1.3. Hstore

Чтобы использовать hstore, необходимо включить расширение hstore.

# db/migrate/20131009135255_create_profiles.rb
ActiveRecord::Schema.define do
  enable_extension 'hstore' unless extension_enabled?('hstore')
  create_table :profiles do |t|
    t.hstore 'settings'
  end
end

# app/models/profile.rb
class Profile < ApplicationRecord
end

# Использование
Profile.create(settings: { "color" => "blue", "resolution" => "800x600" })

profile = Profile.first
profile.settings # => {"color"=>"blue", "resolution"=>"800x600"}

profile.settings = {"color" => "yellow", "resolution" => "1280x1024"}
profile.save!

Profile.where("settings->'color' = ?", "yellow")
# => #<ActiveRecord::Relation [#<Profile id: 1, settings: {"color"=>"yellow", "resolution"=>"1280x1024"}>]>

1.4. JSON и JSONB

# db/migrate/20131220144913_create_events.rb
# ... для типа данных json:
create_table :events do |t|
  t.json 'payload'
end
# ... или для типа данных jsonb:
create_table :events do |t|
  t.jsonb 'payload'
end

# app/models/event.rb
class Event < ApplicationRecord
end

# Использование
Event.create(payload: { kind: "user_renamed", change: ["jack", "john"]})

event = Event.first
event.payload # => {"kind"=>"user_renamed", "change"=>["jack", "john"]}

## Запрос, основанный на JSON документе
# Оператор -> возвращает исходный JSON тип (который может быть объектом), где ->> возвращает текст
Event.where("payload->>'kind' = ?", "user_renamed")

1.5. Диапазонные типы

Этот тип преобразуется в Ruby Range объекты.

# db/migrate/20130923065404_create_events.rb
create_table :events do |t|
  t.daterange 'duration'
end

# app/models/event.rb
class Event < ApplicationRecord
end

# Использование
Event.create(duration: Date.new(2014, 2, 11)..Date.new(2014, 2, 12))

event = Event.first
event.duration # => Tue, 11 Feb 2014...Thu, 13 Feb 2014

## Все события в заданную дату
Event.where("duration @> ?::date", Date.new(2014, 2, 12))

## Работает с границами диапазона
event = Event.
  select("lower(duration) AS starts_at").
  select("upper(duration) AS ends_at").first

event.starts_at # => Tue, 11 Feb 2014
event.ends_at # => Thu, 13 Feb 2014

1.6. Составные типы

На данный момент нет специальной поддержки для составных типов. Они преобразуются к обычным текстовым столбцам:

CREATE TYPE full_address AS
(
  city VARCHAR(90),
  street VARCHAR(90)
);

# db/migrate/20140207133952_create_contacts.rb
execute <<-SQL
 CREATE TYPE full_address AS
 (
   city VARCHAR(90),
   street VARCHAR(90)
 );
SQL
create_table :contacts do |t|
  t.column :address, :full_address
end

# app/models/contact.rb
class Contact < ApplicationRecord
end

# Использование
Contact.create address: "(Paris,Champs-Élysées)"
contact = Contact.first
contact.address # => "(Paris,Champs-Élysées)"
contact.address = "(Paris,Rue Basse)"
contact.save!

1.7. Типы перечислений

На данный момент нет специальной поддержки для типов перечислений. Они преобразуются к обычным текстовым столбцам:

# db/migrate/20131220144913_create_articles.rb
def up
  execute <<-SQL
    CREATE TYPE article_status AS ENUM ('draft', 'published');
  SQL
  create_table :articles do |t|
    t.column :status, :article_status
  end
end

# NOTE: Не забываем удалить таблицу перед удалением enum.
def down
  drop_table :articles

  execute <<-SQL
    DROP TYPE article_status;
  SQL
end

# app/models/article.rb
class Article < ApplicationRecord
end

# Использование
Article.create status: "draft"
article = Article.first
article.status # => "draft"

article.status = "published"
article.save!

Чтобы добавить новое значение до/после существующего, следует использовать ALTER TYPE:

# db/migrate/20150720144913_add_new_state_to_articles.rb
# NOTE: ALTER TYPE ... ADD VALUE нельзя выполнить в блоке транзакции, поэтому используется disable_ddl_transaction!
disable_ddl_transaction!

def up
  execute <<-SQL
    ALTER TYPE article_status ADD VALUE IF NOT EXISTS 'archived' AFTER 'published';
  SQL
end

Значения ENUM сейчас нельзя удалять. Можно прочесть почему здесь.

Hint: Чтобы показать все имеющиеся значения enum, можно выполнить этот запрос в консоле bin/rails db или psql:

SELECT n.nspname AS enum_schema,
       t.typname AS enum_name,
       e.enumlabel AS enum_value
  FROM pg_type t
      JOIN pg_enum e ON t.oid = e.enumtypid
      JOIN pg_catalog.pg_namespace n ON n.oid = t.typnamespace

1.8. Тип UUID

Для использования uuid необходимо включить расширение pgcrypto (только PostgreSQL >= 9.4).

# db/migrate/20131220144913_create_revisions.rb
create_table :revisions do |t|
  t.uuid :identifier
end

# app/models/revision.rb
class Revision < ApplicationRecord
end

# Использование
Revision.create identifier: "A0EEBC99-9C0B-4EF8-BB6D-6BB9BD380A11"

revision = Revision.first
revision.identifier # => "a0eebc99-9c0b-4ef8-bb6d-6bb9bd380a11"

Вы можете использовать тип uuid для определения ссылок в миграции:

# db/migrate/20150418012400_create_blog.rb
enable_extension 'pgcrypto' unless extension_enabled?('pgcrypto')
create_table :posts, id: :uuid, default: 'gen_random_uuid()'

create_table :comments, id: :uuid, default: 'gen_random_uuid()' do |t|
  # t.belongs_to :post, type: :uuid
  t.references :post, type: :uuid
end

# app/models/post.rb
class Post < ApplicationRecord
  has_many :comments
end

# app/models/comment.rb
class Comment < ApplicationRecord
  belongs_to :post
end

Смотрите этот раздел для получения более подробной информации об использовании UUID в качестве первичного ключа.

1.9. Битовые строки

# db/migrate/20131220144913_create_users.rb
create_table :users, force: true do |t|
  t.column :settings, "bit(8)"
end

# app/models/device.rb
class User < ApplicationRecord
end

# Использование
User.create settings: "01010011"
user = User.first
user.settings # => "01010011"
user.settings = "0xAF"
user.settings # => 10101111
user.save!

1.10. Типы, описывающие сетевые адреса

Типы inet и cidr преобразуются в Ruby IPAddr объекты. Тип macaddr преобразуется в обычный текст.

# db/migrate/20140508144913_create_devices.rb
create_table(:devices, force: true) do |t|
  t.inet 'ip'
  t.cidr 'network'
  t.macaddr 'address'
end

# app/models/device.rb
class Device < ApplicationRecord
end

# Использование
macbook = Device.create(ip: "192.168.1.12",
                        network: "192.168.2.0/24",
                        address: "32:01:16:6d:05:ef")

macbook.ip
# => #<IPAddr: IPv4:192.168.1.12/255.255.255.255>

macbook.network
# => #<IPAddr: IPv4:192.168.2.0/255.255.255.0>

macbook.address
# => "32:01:16:6d:05:ef"

1.11. Геометрические типы

Все геометрические типы, за исключением points преобразуются в обычный текст. А тип point соответствует массиву, содержащему координаты x и y.

2. Первичные ключи UUID

Для генерации случайных UUIDs необходимо включить расширение pgcrypto (только PostgreSQL >= 9.4) или uuid-ossp.

# db/migrate/20131220144913_create_devices.rb
enable_extension 'pgcrypto' unless extension_enabled?('pgcrypto')
create_table :devices, id: :uuid, default: 'gen_random_uuid()' do |t|
  t.string :kind
end

# app/models/device.rb
class Device < ApplicationRecord
end

# Использование
device = Device.create
device.id # => "814865cd-5a1d-4771-9306-4268f188fe9e"

Предполагается, что используется gen_random_uuid() (из uuid-pgcrypto) при отсутствии опции :default, переданной в create_table.

3. Полнотекстовый поиск

# db/migrate/20131220144913_create_documents.rb
create_table :documents do |t|
  t.string 'title'
  t.string 'body'
end

add_index :documents, "to_tsvector('english', title || ' ' || body)", using: :gin, name: 'documents_idx'

# app/models/document.rb
class Document < ApplicationRecord
end

# Использование
Document.create(title: "Cats and Dogs", body: "are nice!")

## Все документы совпадающие с 'cat & dog'
Document.where("to_tsvector('english', title || ' ' || body) @@ to_tsquery(?)",
                 "cat & dog")

4. Представление базы данных

Представим, что нам нужно работать со старой базой данных, содержащей следующую таблицу:

rails_pg_guide=# \d "TBL_ART"
                                        Table "public.TBL_ART"
   Column   |            Type             |                         Modifiers
------------+-----------------------------+------------------------------------------------------------
 INT_ID     | integer                     | not null default nextval('"TBL_ART_INT_ID_seq"'::regclass)
 STR_TITLE  | character varying           |
 STR_STAT   | character varying           | default 'draft'::character varying
 DT_PUBL_AT | timestamp without time zone |
 BL_ARCH    | boolean                     | default false
Indexes:
    "TBL_ART_pkey" PRIMARY KEY, btree ("INT_ID")

Данная таблица не соответствует общепринятым Rails соглашениям. Т.к. простые представление PostgreSQL обновляются по умолчанию, то можно обернуть их следующим образом:

# db/migrate/20131220144913_create_articles_view.rb
execute <<-SQL
CREATE VIEW articles AS
  SELECT "INT_ID" AS id,
         "STR_TITLE" AS title,
         "STR_STAT" AS status,
         "DT_PUBL_AT" AS published_at,
         "BL_ARCH" AS archived
  FROM "TBL_ART"
  WHERE "BL_ARCH" = 'f'
  SQL

# app/models/article.rb
class Article < ApplicationRecord
  self.primary_key = "id"
  def archive!
    update_attribute :archived, true
  end
end

# Использование
first = Article.create! title: "Winter is coming",
                        status: "published",
                        published_at: 1.year.ago
second = Article.create! title: "Brace yourself",
                         status: "draft",
                         published_at: 1.month.ago

Article.count # => 2
first.archive!
Article.count # => 1

Это приложение обслуживает только не архивированные Articles. Представление также допускает условия, при которых можно напрямую исключать архивные Articles.