AnalyticDB:Roaring Bitmap

前提条件

開始する前に、以下を確認してください：

• V6.3.8.9 以降を実行している AnalyticDB for PostgreSQL インスタンス。インスタンスのマイナーバージョンを確認するには、「マイナーエンジンバージョンの表示」をご参照ください。

• インスタンスに roaringbitmap 拡張機能がインストールされていること。詳細については、「拡張機能のインストール、更新、アンインストール」をご参照ください。

仕組み

Roaring Bitmap は、各 32 ビット整数を上位 16 ビット (チャンクキーとして格納) と下位 16 ビット (コンテナに格納) に分割してエンコードします。各チャンクは最大 2^16 個の整数を保持し、チャンクは動的に拡張される配列にソートされるため、二分探索によって任意の値が迅速に特定できます。

コンテナは、データ特性に基づいて自動的に選択されます：

この適応型ストレージレイアウトにより、高い圧縮率が維持され、コンテナタイプ間で直接 AND、OR、XOR 演算が可能になります。基盤となるデータ構造の詳細については、「CRoaring リポジトリ」をご参照ください。

利用手順

以下の手順では、拡張機能のインストール、テーブルの作成、データの挿入、ビットマップクエリの実行までの一連のワークフローを説明します。

1. 拡張機能のインストール

インスタンスの[拡張]ページで、roaringbitmap 拡張をインストールします。

2. roaringbitmap 列を持つテーブルの作成

CREATE TABLE t1 (id integer, bitmap roaringbitmap);

3. roaringbitmap データの挿入

RB_BUILD を使用して明示的な整数配列からビットマップを構築するか、RB_BUILD_AGG を使用して一連の整数を集計してビットマップを構築します。

-- 明示的な配列からビットマップを構築 (位置 1-9 と 200 にビットをセット)
INSERT INTO t1 SELECT 1, RB_BUILD(ARRAY[1,2,3,4,5,6,7,8,9,200]);

-- 生成された 1-100 の整数シリーズを集計してビットマップを構築
INSERT INTO t1 SELECT 2, RB_BUILD_AGG(e) FROM GENERATE_SERIES(1,100) e;

4. ビット位置のクエリ

RB_ITERATE は、ビットが 1 に設定されている各整数位置を返します。

SELECT RB_ITERATE(bitmap) FROM t1 WHERE id = 1;

5. ビットマップ集合演算の実行

関数構文または同等の演算子構文を使用します。どちらも同じ結果を生成します。

-- OR: 2 つのビットマップの和集合 (関数構文)
SELECT RB_OR(a.bitmap, b.bitmap)
FROM (SELECT bitmap FROM t1 WHERE id = 1) AS a,
     (SELECT bitmap FROM t1 WHERE id = 2) AS b;

-- OR: 2 つのビットマップの和集合 (演算子構文)
SELECT a.bitmap | b.bitmap
FROM (SELECT bitmap FROM t1 WHERE id = 1) AS a,
     (SELECT bitmap FROM t1 WHERE id = 2) AS b;

6. 行をまたがるビットマップの集計

SELECT RB_OR_AGG(bitmap)  FROM t1;   -- すべてのビットマップの和集合
SELECT RB_AND_AGG(bitmap) FROM t1;   -- すべてのビットマップの積集合
SELECT RB_XOR_AGG(bitmap) FROM t1;   -- すべてのビットマップの対称差

7. セットされたビットのカウント (カーディナリティ)

SELECT RB_CARDINALITY(bitmap) FROM t1;

ビットマップ計算関数

ビットマップ集計関数

演算子

すべての演算子には、前のセクションに記載されている同等の関数形式があります。演算子構文は、インライン SQL 式でより簡潔です。