【问题标题】：Query an adjacency list in SQL via a materialized path通过物化路径查询SQL中的邻接表
【发布时间】：2020-12-21 02:25:12
【问题描述】：

我使用邻接列表模型（例如，Id、ParentId）在 Microsoft SQL Server (2019) 中存储了一个大型层次结构（2,500 多条记录）。我正在寻找一种有效的方法来根据层次结构中的特定路径查找记录。换句话说，给定一个路径（例如/Root/FolderA/SubfolderA），我想检索与最终节点关联的Id（在这种情况下为SubfolderA）。

注意：节点名称不是全局唯一的。即，我们不能只查找SubfolderA 并假设它映射到/Root/FolderA/SubfolderA。层次结构中可能有多个名为SubfolderA 的节点。

设置

层次结构

/Root
  /FolderA
    /SubfolderA
    /SubfolderB
  /FolderB
    /SubfolderA
    /SubfolderB

结构

CREATE 
TABLE   [dbo].[Tree] (
        [Id]            INT             NOT NULL PRIMARY KEY, 
        [ParentId]      INT             NULL, 
        [Name]          VARCHAR(255)    NOT NULL, 
        CONSTRAINT      [FK_Hierarchy]  
        FOREIGN KEY     (ParentId) 
        REFERENCES      [Tree]([Id])
)

数据

INSERT INTO Tree VALUES (1,    NULL, 'Root');
INSERT INTO Tree VALUES (2,    1,    'FolderA');
INSERT INTO Tree VALUES (3,    2,    'SubfolderA');
INSERT INTO Tree VALUES (4,    2,    'SubfolderB');
INSERT INTO Tree VALUES (5,    1,    'FolderB');
INSERT INTO Tree VALUES (6,    5,    'SubfolderA');
INSERT INTO Tree VALUES (7,    5,    'SubfolderB');

天真的方法

关于如何将邻接列表转换为物化路径有很多线程，包括：

查看

我们可以使用这些方法之一，使用 rCTE 将整个邻接列表转换为物化路径：

CREATE 
VIEW            [dbo].[MaterializedPaths]
WITH            SCHEMABINDING
AS 

WITH RCTE AS (

  SELECT        Id,
                ParentId,
                CAST('/' + Name AS VARCHAR(255)) AS Path
  FROM          [dbo].[Tree] root
  WHERE         root.Id = 1

  UNION ALL

  SELECT        this.Id,
                this.ParentId,
                CAST(parent.Path + '/' + this.Name AS VARCHAR(255)) AS Path
  FROM          [dbo].[Tree] AS this
  INNER JOIN    RCTE parent
    ON          this.ParentId = parent.Id
)
SELECT          Id,
                Path
FROM            RCTE as hierarchy

输出

这会产生以下输出：

Id    Path
1     /Root
2     /Root/FolderA
3     /Root/FolderA/SubfolderA
4     /Root/FolderA/SubfolderB
5     /Root/FolderB
6     /Root/FolderB/SubfolderA
7     /Root/FolderB/SubfolderB

查询

我们可以使用简单的WHERE 子句过滤该输出：

SELECT          Id
FROM            MaterializedPaths
WHERE           Path = '/Root/FolderA/SubfolderA'

问题

天真的方法效果很好。问题在于它对于查询大型层次结构难以置信效率低下，因此速度很慢，因为它需要在每次调用时动态重建整个物化路径集。就我而言，这需要 8-9 秒。显然，我可以将这些数据存储在一个表中，并在数据更改的任何时候通过触发器重新生成它。但我宁愿找到更有效的查询并避免额外的复杂性。

问题

构建此查询的有效方法是什么？或者，冒着使这成为 XY 问题的风险，有没有办法限制 rCTE，使其只需要评估层次结构中的节点，而不是每次都重建整个层次结构？

【问题讨论】：

标签： sql sql-server recursive-query adjacency-list materialized-path-pattern

【解决方案1】：

有没有办法限制 rCTE，使其只需要评估层次结构中的节点，而不是每次都重建整个层次结构？

限制 rCTE

有几种方法可以限制每个递归查询的范围，以便它只评估层次结构中的相关节点。一种相当有效的方法是简单地将 rCTE 限制为源路径（我们称之为@Path）以以下开头的记录：

INNER JOIN  RCTE recursive
  ON        this.ParentId = recursive.Id
  AND       @Path LIKE CAST(recursive.Path + '/' + this.Name AS VARCHAR(MAX)) + '%'

这会将查询限制为路径中的每条记录：

Id    Path
1     /Root
2     /Root/FolderA
3     /Root/FolderA/SubfolderA

然后可以根据简单的WHERE 子句轻松过滤到最终记录：

WHERE Path = @Path

把它打包成一个函数

我们可以将它与原始 rCTE 组合成一个函数。把它们放在一起，它可能看起来像：

CREATE
FUNCTION        [dbo].[GetIdFromPath]
(
    @Path       VARCHAR(MAX)
)
RETURNS         INT
AS

BEGIN

  DECLARE       @Id         INT = -1


  ;WITH RCTE AS (

    SELECT      Id,
                ParentId,
                CAST('/' + Name AS VARCHAR(MAX)) AS Path
    FROM        [dbo].[Tree] root
    WHERE       root.Id = 1

    UNION ALL

    SELECT      this.Id,
                this.ParentId,
                CAST(parent.Path + '/' + this.Name AS VARCHAR(MAX)) AS Path
    FROM        [dbo].[Tree] AS this
    INNER JOIN  RCTE parent
      ON        Tree.ParentId = parent.Id
      AND       @Path LIKE CAST(parent.Path + '/' + this.Name AS VARCHAR(MAX)) + '%'
  )
  SELECT        @Id = Id
  FROM          RCTE as hierarchy
  WHERE         Path = @Path

  RETURN        @Id

END

按路径查询

鉴于上述函数，您现在可以通过简单地将完整路径传递给GetIdFromPath() 函数来查询邻接列表：

SELECT          dbo.GetIdFromPath('/Root/FolderA/SubfolderA') AS Id

根据原始帖子中的示例数据，这将返回 3。

性能

我已针对具有 2,500 条样本记录的相当大小的表测试了这种方法，并且它始终在不到一秒的时间内执行，这与幼稚的方法相比有了显着改进。显然，您需要根据自己的数据库和性能要求对此进行评估，以确定其效率是否足够。

【讨论】：