pg_ai_query: PostgreSQL 智能查询扩展

由 John Doe 十一月 26, 2025

PostgreSQL 智能查询扩展（pg_ai_query）是一款功能强大的 PostgreSQL 扩展插件，它借助 OpenAI 和 Anthropic 提供的顶尖人工智能模型，能将自然语言描述转换为 SQL 查询语句。

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什么是 pg_ai_query？

pg_ai_query 利用大语言模型（LLM）理解用户意图，并自动生成经过优化的 PostgreSQL 查询语句，从而打通了自然语言与 SQL 之间的壁垒。该扩展可直接集成到你的 PostgreSQL 数据库中，让你能够通过简单的英文描述，无缝查询数据库中的数据。

核心功能

  • 自然语言转 SQL：将简单的英文描述转换为有效的 PostgreSQL 查询语句
  • AI 驱动的查询分析：通过EXPLAIN ANALYZE分析查询性能，并提供优化思路
  • 自动模式发现：扩展会自动分析数据库模式（schema），理解表结构、表之间的关系及约束条件
  • 支持多个 AI 提供商：兼容 OpenAI（GPT-4、GPT-3.5 模型）和 Anthropic（Claude 模型）
  • 智能查询生成：生成包含合适JOIN子句、WHERE子句和LIMIT约束的优化查询语句
  • 性能优化：获取 AI 推荐的查询改进方案及索引创建建议
  • 安全优先：内置防护机制，可防范危险操作及对系统表的未授权访问
  • 高度可配置：灵活的配置系统，支持 API 密钥管理、模型选择和日志记录
  • 支持原生 PostgreSQL：作为原生扩展直接在 PostgreSQL 内部运行

工作原理

  1. 模式分析：扩展自动发现并分析数据库模式（schema）
  2. 自然语言处理：AI 模型对用户输入的自然语言查询进行处理和意图理解
  3. SQL 生成：AI 根据数据库模式和用户需求，生成对应的 SQL 查询语句
  4. 查询验证：对生成的查询语句进行安全性和正确性验证
  5. 可执行状态：向用户返回可直接执行的 SQL 查询语句

使用示例

查询生成

-- 简单查询
SELECT generate_query('show me all users created in the last 7 days');
-- 查询过去 7 天内创建的所有用户

-- 使用自定义 API 密钥
SELECT generate_query('count orders by status', 'your-api-key-here');
-- 按订单状态统计订单数量（需替换为你的 API 密钥）

-- 指定 AI 提供商
SELECT generate_query('find top 10 customers by revenue', 'your-api-key', 'openai');
-- 查询收入排名前 10 的客户（需替换为你的 API 密钥，指定使用 OpenAI 模型）

查询性能分析

-- 分析查询性能
SELECT explain_query('SELECT * FROM users WHERE active = true');

-- 获取复杂查询的优化建议
SELECT explain_query('
    SELECT u.username, COUNT(o.id) as orders
    FROM users u
    LEFT JOIN orders o ON u.id = o.user_id
    GROUP BY u.username
    ORDER BY orders DESC
');

-- 结合查询生成与性能分析
WITH generated AS (
    SELECT generate_query('find high-value recent orders') as query
)
SELECT explain_query((SELECT query FROM generated));
-- 先生成“查询近期高价值订单”的 SQL，再分析该查询的性能

支持的 AI 模型

OpenAI 模型

  • GPT-4o：最新且功能最强的模型
  • GPT-4：具备高质量推理能力和代码生成能力
  • GPT-3.5 Turbo：速度快、效率高，适用于简单查询场景

Anthropic 模型

  • Claude 3.5 Sonnet：具备高级推理能力和出色的自然语言理解能力

应用场景

  • 数据探索：无需编写复杂 SQL，即可快速探索数据库中的数据
  • 查询优化：借助 AI 分析慢查询，获取优化方案
  • 性能监控：定期分析关键查询，防范性能退化问题
  • 商业智能：通过自然语言描述生成报表及数据分析查询
  • SQL 学习：了解自然语言如何转换为 SQL 语法，学习查询优化技巧
  • 索引规划：获取 AI 推荐的数据库索引创建策略
  • 快速原型开发：为测试和开发场景快速生成查询语句
  • 文档编写：为数据库文档生成示例查询语句

架构组成

该扩展由以下几个核心组件构成：

  • 查询生成器：处理自然语言并生成 SQL 的核心引擎
  • 查询分析器：结合EXPLAIN ANALYZE和 AI 分析的性能分析引擎
  • 模式发现器：自动分析数据库结构及表之间关系的组件
  • AI 提供商集成器：处理与 OpenAI、Anthropic API 通信的组件
  • 配置管理器：管理设置、API 密钥及模型配置的组件
  • 安全验证器：确保生成的查询语句安全且符合权限要求的组件

参考

pg_ai_query：https://github.com/benodiwal/pg_ai_query

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