PostgreSQL 18新特性之虚拟生成列

PostgreSQL 12 提供了生成列（GENERATED ALWAYS AS STORED）功能，但是只能支持存储型的生成列，需要占用存储空间，更新成本高。

为此，PostgreSQL 18 即将引入一个新的增强：虚拟生成列。这种类型的字段值不需要存储，而是在读取数据时进行计算。虚拟生成列类似于视图，而存储生成列更像物化视图。

我们可以通过在CREATE TABLE或者ALTER TABLE语句中指定字段的GENERATED ALWAYS AS约束来创建一个生成列：

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column_name data_type 
GENERATED ALWAYS AS ( generation_expr ) [ STORED | VIRTUAL ]

其中，GENERATED ALWAYS AS表示创建生成列；generation_expr 指定了生成列的表达式；STORED表示存储生成列，VIRTUAL代表虚拟生成列（默认值）。

例如以下语句：

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CREATE TABLE t_circle(
   id INTEGER PRIMARY KEY,
   x NUMERIC NOT NULL,
   y NUMERIC NOT NULL,
   radius NUMERIC NOT NULL,
   perimeter NUMERIC GENERATED ALWAYS AS (2 * 3.14159265 * radius) VIRTUAL
);

ALTER TABLE t_circle ADD area NUMERIC GENERATED ALWAYS AS (3.14159265 * radius * radius) VIRTUAL;

首先，CREATE TABLE语句为表 t_circle 定义了一个生成列 perimeter，表示圆的周长。然后，使用ALTER TABLE语句增加一个生成列 area ，表示圆的面积。

接下来我们插入一些数据：

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INSERT INTO t_circle VALUES (1, 2, 2, 5);
SELECT * FROM t_circle;
id|x|y|radius|perimeter  |area       |
--|-|-|------|-----------|-----------|
 1|2|2|     5|31.41592650|78.53981625|

INSERT INTO t_circle(id, x, y, radius ,perimeter) VALUES (2, 0, 0, 1, 6.28318530);
SQL Error [42601]: ERROR: cannot insert into column "perimeter"
  Detail: Column "perimeter" is a generated column.

第一个插入语句没有指定生成列的值，由数据库自动计算；第二个插入语句为 perimeter 提供了数据，执行失败；INSERT和UPDATE语句不能为生成列指定值。

虚拟生成列具有查询时实时计算，不占用存储空间等优点；但是目前 PostgreSQL 18 提供的虚拟生成列还存在一些限制：

不支持索引，包括唯一约束；
不支持扩展统计信息；
不支持外键约束；
不支持非空约束（可以使用检查约束）；
不支持 ALTER TABLE / DROP EXPRESSION 语句；
不支持域类型；
不支持逻辑复制。