查询最近邻时如何使用WHERE子句过滤？_云原生数据库 PolarDB(PolarDB)-阿里云帮助中心

通过为最近邻（Nearest Neighbor）查询创建带有WHERE子句的索引，限制查询范围，从而提升高维数据查询效率。

精确索引

支持基于以下精确索引类型，通过WHERE子句提供快速且精确的最近邻搜索。

（默认）B-tree
Hash
GiST
SP-GiST
GIN
BRIN

对于多列数据，您还可选择多列索引。此类索引适用于匹配行数占总行数比例较低的场景。

近似索引

除非匹配行数占总行数比例较低，否则建议使用近似索引。近似索引扫描后执行过滤操作，例如，当条件匹配10%行且使用HNSW索引（默认hnsw.ef_search=40），平均只匹配4行，如需获取多行结果可按需增大hnsw.ef_search值。

但使用近似索引执行带有过滤条件的查询可能会返回较少结果。对此0.8.0版本新增迭代索引扫描，可自动扫描更多索引内容，直到找到足够的结果（或者达到hnsw.max_scan_tuples或ivfflat.max_probes的限制）。

插件版本确认

确认插件版本。

SELECT * FROM pg_extension WHERE extname = 'vector';

查看返回结果中extversion字段，返回结果如下：

  oid  | extname | extowner | extnamespace | extrelocatable | extversion | extconfig | extcondition 
-------+---------+----------+--------------+----------------+------------+-----------+--------------
 17941 | vector  |    17865 |         2200 | t              | 0.8.0      |           | 
(1 row)

（可选）如不满足0.8.0版本要求，可通过以下语句升级。
```
ALTER EXTENSION vector UPDATE TO '0.8.0';
```

迭代索引扫描

迭代索引扫描支持以下两种排序方式：

strict_order：严格模式，确保结果按照与查询点的距离精确排序。
relaxed_order：宽松模式，允许结果在距离排序上略有偏差，但提供更好的召回率。此外，还可以通过物化CTE获取严格排序结果。

示例

启用迭代索引扫描。

设置为严格模式。

-- HNSW索引
SET hnsw.iterative_scan = strict_order;

-- IVFFlat索引
SET ivfflat.iterative_scan = strict_order;

设置为宽松模式。

-- HNSW索引
SET hnsw.iterative_scan = relaxed_order;

-- IVFFlat索引
SET ivfflat.iterative_scan = relaxed_order;

宽松模式时使用物化CTE获取严格排序结果。

启用迭代索引扫描，并设置为宽松模式。

使用物化CTE获取严格排序结果。

WITH relaxed_results AS MATERIALIZED (
    SELECT id, embedding <-> '[1,2,3]' AS distance FROM items WHERE id = 1 ORDER BY distance LIMIT 5
) SELECT * FROM relaxed_results ORDER BY distance;

对于按距离过滤的查询，在使用物化CTE时建议将距离过滤条件放在外部，其他过滤条件应放置在CTE内部，以获得最佳性能。

WITH nearest_results AS MATERIALIZED (
    SELECT id, embedding <-> '[1,2,3]' AS distance FROM items ORDER BY distance LIMIT 5
) SELECT * FROM nearest_results WHERE distance < 5 ORDER BY distance;

迭代索引扫描参数

由于扫描近似索引的较大部分成本较高，因此可以设置相关参数控制扫描结束时机。

索引类型	参数	描述
HNSW	`hnsw.max_scan_tuples`	指定HNSW索引中允许的最大扫描元组数量，默认为20,000。
HNSW	`hnsw.scan_mem_multiplier`	执行HNSW算法时，允许的内存乘数，默认为1。与`hnsw.max_scan_tuples`配合确定在扫描候选项时的内存使用量。如果增加`hnsw.max_scan_tuples`未能提高召回率，可以尝试增加此值。
IVFFlat	`ivfflat.max_probes`	在IVFFlat索引中进行查询时，允许探测的最大探针数量。如果该值小于`ivfflat.probes`，则使用`ivfflat.probes`值。