Когда говорят «у нас в системе бронирования возникают пересекающиеся брони, потому что приложение проверяет на уровне кода и иногда не успевает» — обычно решение архитектурное. В PostgreSQL для этого есть отдельный класс типов — диапазоны (range types) — и специальный constraint, который гарантирует на уровне СУБД, что пересечений быть не может.

Это один из тех инструментов, которые превращают «сложное приложение с потенциальными гонками» в «простую таблицу с одним constraint».

Какие бывают range-типы

PostgreSQL встроенно знает:

• int4range, int8range, numrange — диапазоны чисел.
• tsrange, tstzrange — диапазоны временных меток (с/без часового пояса).
• daterange — диапазоны дат.

Литерал записывается через скобки: '[10, 20)'. Скобка-направо [ или ( определяет, включена ли граница:

• [10, 20] — оба конца включены.
• [10, 20) — левый включён, правый исключён (это самый частый вариант).
• (10, 20] — наоборот.
• (10, 20) — оба исключены.

В дискретных типах (int4range, daterange) Postgres приводит к канонической форме [lower, upper) — но писать можно как удобно.

Главные операторы

@> (содержит точку/диапазон), <@ (содержится в диапазоне), && (пересекаются):

Обрати внимание на overlaps_at_boundary — [1,5) и [5,10) не пересекаются, потому что 5 не входит в первый. Это та же логика, что в for i in range(0, 5) в Python — итерация заканчивается на 4. Полуоткрытый интервал — стандарт во многих языках, и в Postgres он канонический.

Зачем — реальный пример

Представь, что мы добавили в наш магазин бронирование переговорок для b2b-клиентов. Каждая бронь — это (room_id, customer_id, period TSTZRANGE). Задача: одна переговорка не может быть забронирована двумя людьми одновременно.

Подход через приложение (распространённая ошибка): SELECT для проверки, потом INSERT. Между этими шагами — гонка. Два запроса в одно и то же время оба увидят «свободно», оба сделают INSERT, и у нас две перекрывающихся брони.

Правильный подход: пусть СУБД проверяет это сама.

Песочница покажет, что последний INSERT упал с ошибкой conflicting key value violates exclusion constraint. Это и есть гарантия на уровне СУБД — никаких гонок.

Анатомия EXCLUDE constraint

Синтаксис:

EXCLUDE USING GIST (room_id WITH =, period WITH &&)

Читается так: «не разрешать две строки, у которых одновременно room_id равен (=) и period пересекается (&&)». То есть: если room_id одинаковый И есть пересечение времени — это конфликт.

Если ты уберёшь часть room_id WITH =, constraint запретит любое пересечение времени — даже между разными переговорками. Это редко то, что нужно.

USING GIST — это

Когда EXCLUDE constraint — лучший выбор

• Бронирование любого ресурса: переговорки, машины, оборудование, врачи.
• Перекрывающиеся периоды действия: тарифные планы, скидки, версии конфигурации.
• Геометрические пересечения: участки на карте, графики дежурств.

Альтернативы — триггеры или проверка в приложении — почти всегда хуже:

• Триггер: легко забыть, что он есть; ошибки в коде триггера; гонка под READ COMMITTED всё равно возможна (если триггер читает таблицу, а другая транзакция вставила в эту же микросекунду).
• Приложение: фундаментально не может гарантировать без SELECT ... FOR UPDATE или SERIALIZABLE. И даже с ними — это явно медленнее, чем встроенный constraint.

Бесконечные границы и историчность

NULL в границе означает «бесконечность в эту сторону»:

Это идиома для темпоральных таблиц — таблиц, в которых хранится история. Каждая запись имеет период действия. Текущая запись имеет открытый правый край (NULL в upper); когда состояние меняется, старая запись «закрывается» (upper становится now()), и появляется новая с открытым правым концом.

Никакой логики «текущей строки» в приложении — WHERE valid @> now() спрашивает «какая запись активна сейчас», и СУБД гарантирует, что таких записей на сотрудника не больше одной.

Полезные функции

• lower(range) и upper(range) — границы.
• isempty(range) — пуст ли диапазон.
• lower_inc(range), upper_inc(range) — включены ли границы.
• lower_inf(range), upper_inf(range) — бесконечна ли граница.
• range1 * range2 — пересечение двух диапазонов (новый диапазон).
• range1 + range2 — объединение, только если диапазоны соприкасаются или пересекаются.

Удобно для отчётов вроде «сколько часов перекрытия было между двумя сотрудниками».

Подводные камни

• Граничные точки: [1,5) и [5,10) не пересекаются — это часто удивляет. Если нужно «соседство», используй оператор -|-.
• Пустые диапазоны ('empty') ведут себя необычно: 'empty' && anything = FALSE, 'empty' <@ anything = TRUE. Пустой диапазон содержится во всём, но не пересекается ни с чем.
• NULL в границе означает «бесконечность в эту сторону». '[2025-01-01,)' — от даты и без верхней границы.
• GIST-индексы дороже B-tree на запись. Если бронирования вставляются миллион раз в день — следи за производительностью.

Чек-лист

• Range types — встроенные: int4range, tstzrange, daterange и другие.
• Скобки [ и ( различают включение/исключение границы. Канонический формат — [lower, upper).
• Главные операторы: @> (содержит), <@ (содержится), && (пересекается).
• EXCLUDE USING GIST (key WITH =, range WITH &&) гарантирует отсутствие пересечений на уровне СУБД. Нужен CREATE EXTENSION btree_gist.
• Пересечение полуоткрытых диапазонов на границе не считается пересечением.
• Это лучший инструмент для бронирований и периодов действия — гонок нет по определению.