provsql

概览

版本

构建

您可以使用 pig build 命令构建 provsql 扩展的 RPM / DEB 包：

pig build pkg provsql         # 构建 RPM / DEB 包

安装

您可以直接安装 provsql 扩展包的预置二进制包，首先确保 PGDG 和 PIGSTY 仓库已经添加并启用：

pig repo add pgsql -u          # 添加仓库并更新缓存

使用 pig 或者是 apt/yum/dnf 安装扩展：

• 安装
• pig
• dnf
• apt

pig install provsql;          # 当前活跃 PG 版本安装

pig ext install -y provsql -v 18  # PG 18
pig ext install -y provsql -v 17  # PG 17
pig ext install -y provsql -v 16  # PG 16
pig ext install -y provsql -v 15  # PG 15
pig ext install -y provsql -v 14  # PG 14

dnf install -y provsql_18       # PG 18
dnf install -y provsql_17       # PG 17
dnf install -y provsql_16       # PG 16
dnf install -y provsql_15       # PG 15
dnf install -y provsql_14       # PG 14

apt install -y postgresql-18-provsql   # PG 18
apt install -y postgresql-17-provsql   # PG 17
apt install -y postgresql-16-provsql   # PG 16
apt install -y postgresql-15-provsql   # PG 15
apt install -y postgresql-14-provsql   # PG 14

预加载配置：

shared_preload_libraries = 'provsql';

创建扩展：

CREATE EXTENSION provsql CASCADE;  -- 依赖: uuid-ossp

用法

来源：

• ProvSQL 1.11.0 文档
• ProvSQL 1.11.0 发行版
• ProvSQL 1.10.0 发行版
• ProvSQL 1.11.0 控制文件
• ProvSQL 用户文档

provsql 将半环证明和不确定性管理添加到 PostgreSQL 中。上游文档介绍了证明跟踪、半环评估、概率、Shapley 和 Banzhaf 值、来源证明、更新证明以及时间特征。

加载并追踪证明

shared_preload_libraries = 'provsql'

CREATE EXTENSION provsql CASCADE;

CASCADE 形式会自动安装 uuid-ossp（如果需要）。入门指南指出，预加载步骤是必需的，因为 ProvSQL 安装了一个计划器挂钩。

SELECT provsql.add_provenance('mytable');

SELECT name, provenance()
FROM mytable;

SELECT provsql.remove_provenance('mytable');

用户文档还描述了证明映射：

SELECT create_provenance_mapping('my_mapping', 'mytable', 'column_name');
SELECT create_provenance_mapping_view('my_mapping_view', 'mytable', 'column_name');

概率与影响

为元组标记分配概率：

SELECT set_prob(provenance(), 0.8)
FROM mytable
WHERE id = 1;

SELECT name, probability_evaluate(provenance()) AS prob
FROM mytable;

计算影响得分：

SELECT shapley(provenance(), m.token)
FROM mytable, my_mapping AS m;

SELECT banzhaf(provenance(), m.token)
FROM mytable, my_mapping AS m;

文档中也介绍了 shapley_all_vars 和 banzhaf_all_vars，用于一次性计算所有输入变量的得分。

内置半环

内置半环函数使用证明标记和证明映射表：

SELECT name, sr_boolean(provenance(), 'my_mapping')
FROM mytable;

SELECT name, sr_formula(provenance(), 'my_mapping')
FROM mytable;

SELECT name, sr_how(provenance(), 'my_mapping')
FROM mytable;

当前文档包括编译后的包装器：sr_how、sr_which、sr_tropical、sr_viterbi、sr_lukasiewicz、sr_minmax 和 sr_maxmin。对于 PostgreSQL 14 及以上版本，它们还包括对多范围值的 sr_temporal、sr_interval_num 和 sr_interval_int。

SELECT city,
       sr_minmax(provenance(), 'personnel_level',
                 'unclassified'::classification_level) AS clearance
FROM (SELECT DISTINCT city FROM personnel) AS t;

SELECT entity_id, sr_temporal(provenance(), 'validity_mapping')
FROM mytable;

高级用户仍然可以定义自定义半环，并使用 provenance_evaluate 或 aggregation_evaluate 评估它们；上游建议当一个半环匹配所需的代数时，使用编译的半环。

额外模式和助手

上游文档中记录的会话 GUC 包括：

SET provsql.active = on;
SET provsql.where_provenance = on;
SET provsql.update_provenance = on;
SET provsql.last_eval_method = on;
SET provsql.tool_search_path = '/opt/d4:/home/postgres/bin';
SET provsql.aggtoken_text_as_uuid = on;

provsql.tool_search_path 用于外部概率和可视化工具，如 d4、c2d、dsharp、minic2d、weightmc 和 graph-easy。provsql.last_eval_method 存储最后选择的概率评估方法。provsql.aggtoken_text_as_uuid 使聚合标记单元格显示为其证明 UUID；agg_token_value_text(token) 可以恢复这些聚合标记的显示文本。

用户指南单独记录了来源证明助手、更新证明、时间助手，如 get_valid_time、timetravel、timeslice、history 和 undo，电路检查助手 circuit_subgraph(root, max_depth) 和 resolve_input(uuid) 以及用于准备助手搜索路径的 setup_search_path()。

当前概率和推理界面

从 1.9 到 1.11 的多次发布显著扩展了 SQL 覆盖范围和概率评估：

• FROM 之外的子查询，包括 EXISTS、NOT EXISTS、IN、NOT IN、ANY、ALL、行值 IN 子查询和 ARRAY(SELECT ...)；
• LEFT、RIGHT 和 FULL 外连接，以及修正的 EXCEPT 和 EXCEPT ALL 证明；
• 遵循 SQL 的聚合处理方法和精确 HAVING 聚合概率，适用于 COUNT、SUM、MIN、MAX 和 AVG；
• 通过方法目录和成本选择器进行概率方法的选择，包括 karp-luby、stopping-rule、sieve、d-tree 和 probability_bounds；
• 精确的有界树宽递归可达性、不安全-UCQ 联合宽度编译、安全 UCQ 的 Möbius 反演以及循环递归的吸收证明；
• 通过 target | evidence 操作符和整个元组的 given()/前缀形式进行条件事件和分布处理；
• 连续和离散 random_variable 家族，包括正态、伽玛、对数正态、贝塔、威布尔、帕累托、逆伽玛、逆高斯、逻辑斯谛、泊松、二项式、几何、超几何和负二项分布；
• 分层贝叶斯模型，其中分布参数本身是随机变量，在可用闭合形式时进行共轭后验更新；
• 随着源数据变化而保持正确的维护证明映射，以及对 NULL 和可为空的随机变量的 SQL 合规 NOT IN 行为。

例如，根据观察到的证据条件化一个连续值并读取后验期望：

WITH model AS (
  SELECT normal(20, 5) AS reading
)
SELECT expected(reading | (reading > 25))
FROM model;

agg_token 类型支持概率聚合表达式的算术、一元负号和比较。使用官方的概率和连续分布章节来选择精确、编译或基于采样的评估方法。

备注

• 1.11.0 控制文件设置了 default_version = '1.11.0'，要求 uuid-ossp，标记扩展为受信任的，并且不可重定位。
• 上游文档指出 ProvSQL 已在 PostgreSQL 10 至 18 版本上进行了测试。
• provsql.update_provenance 和多范围半环需要 PostgreSQL 14 或更高版本。
• 更新证明追踪仍处于实验阶段；启用之前请验证其存储和性能成本。

还应分别验证 NULL 与 EXCEPT 的 SQL 语义是否符合应用预期。