42.11. PL/pgSQL изнутри

В этом разделе обсуждаются некоторые детали реализации, которые пользователям PL/pgSQL важно знать.

42.11.1. Подстановка переменных

SQL-операторы и выражения внутри функции на PL/pgSQL могут ссылаться на переменные и параметры этой функции. За кулисами PL/pgSQL заменяет параметры запросов для таких ссылок. Параметры будут заменены только в местах, где параметр или ссылка на столбец синтаксически допустимы. Как крайний случай, рассмотрим следующий пример плохого стиля программирования:

INSERT INTO foo (foo) VALUES (foo);

Первый раз foo появляется на том месте, где синтаксически должно быть имя таблицы, поэтому замены не будет, даже если функция имеет переменную foo. Второй раз foo встречается там, где должно быть имя столбца таблицы, поэтому замены не будет и здесь. Только третье вхождение foo является кандидатом на то, чтобы быть ссылкой на переменную функции.

Примечание

Версии PostgreSQL до 9.0 пытаются заменить переменную во всех трёх случаях, что приводит к синтаксической ошибке.

Если имена переменных синтаксически не отличаются от названий столбцов таблицы, то возможна двусмысленность и в ссылках на таблицы. Является ли данное имя ссылкой на столбец таблицы или ссылкой на переменную? Изменим предыдущий пример:

INSERT INTO dest (col) SELECT foo + bar FROM src;

Здесь dest и src должны быть именами таблиц, col должен быть столбцом dest. Однако, foo и bar могут быть как переменными функции, так и столбцами src.

По умолчанию, PL/pgSQL выдаст ошибку, если имя в операторе SQL может относиться как к переменной, так и к столбцу таблицы. Ситуацию можно исправить переименованием переменной, переименованием столбца, точной квалификацией неоднозначной ссылки или указанием PL/pgSQL машине, какую интерпретацию предпочесть.

Самое простое решение — переименовать переменную или столбец. Общее правило кодирования предполагает использование различных соглашений о наименовании для переменных PL/pgSQL и столбцов таблиц. Например, если имена переменных всегда имеют вид v_имя, а имена столбцов никогда не начинаются на v_, то конфликты исключены.

В качестве альтернативы можно дополнить имена неоднозначных ссылок, чтобы сделать их точными. В приведённом выше примере src.foo однозначно бы определялась, как ссылка на столбец таблицы. Чтобы сделать однозначной ссылку на переменную, переменная должна быть объявлена в блоке с меткой, и далее нужно использовать эту метку (см. Раздел 42.2). Например:

<<block>>
DECLARE
    foo int;
BEGIN
    foo := ...;
    INSERT INTO dest (col) SELECT block.foo + bar FROM src;

Здесь block.foo ссылается на переменную, даже если в таблице src есть столбец foo. Параметры функции, а также специальные переменные, такие как FOUND, могут быть дополнены именем функции, потому что они неявно объявлены во внешнем блоке, метка которого совпадает с именем функции.

Иногда может быть не очень практичным исправлять таким способом все неоднозначные ссылки в большом куске PL/pgSQL кода. В таких случаях можно указать, чтобы PL/pgSQL разрешал неоднозначные ссылки в пользу переменных (это совместимо с PL/pgSQL до версии PostgreSQL 9.0), или в пользу столбцов таблицы (совместимо с некоторыми другими системами, такими как Oracle).

На уровне всей системы поведение PL/pgSQL регулируется установкой конфигурационного параметра plpgsql.variable_conflict, имеющего значения: error, use_variable или use_column (error устанавливается по умолчанию при установке системы). Изменение этого параметра влияет на все последующие компиляции операторов в функциях на PL/pgSQL, но не на операторы уже скомпилированные в текущей сессии. Так как изменение этого параметра может привести к неожиданным изменениям в поведении функций на PL/pgSQL, он может быть изменён только суперпользователем.

Поведение PL/pgSQL можно изменять для каждой отдельной функции, если добавить в начало функции одну из этих специальных команд:

#variable_conflict error
#variable_conflict use_variable
#variable_conflict use_column

Эти команды влияют только на функцию, в которой они записаны и перекрывают действие plpgsql.variable_conflict. Пример:

CREATE FUNCTION stamp_user(id int, comment text) RETURNS void AS $$
    #variable_conflict use_variable
    DECLARE
        curtime timestamp := now();
    BEGIN
        UPDATE users SET last_modified = curtime, comment = comment
          WHERE users.id = id;
    END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

В команде UPDATE, curtime, comment и id будут ссылаться на переменные и параметры функции вне зависимости от того, есть ли столбцы с такими именами в таблице users. Обратите внимание, что нужно дополнить именем таблицы ссылку на users.id в предложении WHERE, чтобы она ссылалась на столбец таблицы. При этом необязательно дополнять ссылку на comment в левой части списка UPDATE, так как синтаксически в этом месте должно быть имя столбца таблицы users. Эту функцию можно было бы записать и без зависимости от значения variable_conflict:

CREATE FUNCTION stamp_user(id int, comment text) RETURNS void AS $$
    <<fn>>
    DECLARE
        curtime timestamp := now();
    BEGIN
        UPDATE users SET last_modified = fn.curtime, comment = stamp_user.comment
          WHERE users.id = stamp_user.id;
    END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

Замена переменных не происходит в строке, исполняемой командой EXECUTE или её вариантом. Если нужно вставлять изменяющиеся значения в такую команду, то это делается либо при построении самой командной строки или с использованием USING, как показано в Подразделе 42.5.4.

Замена переменных в настоящее время работает только в командах SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE, потому что основная SQL машина допускает использование параметров запроса только в этих командах. Чтобы использовать изменяемые имена или значения в других типах операторов (обычно называются утилиты), необходимо построить текст команды в виде строки и выполнить её в EXECUTE.

42.11.2. Кеширование плана

Интерпретатор PL/pgSQL анализирует исходный текст функции и строит внутреннее бинарное дерево инструкций при первом вызове функции (для каждой сессии). В дерево инструкций полностью переводится вся структура операторов PL/pgSQL, но для выражений и команд SQL, используемых в функции, это происходит не сразу.

При первом выполнении в функции каждого выражения или команды SQL интерпретатор PL/pgSQL разбирает и анализирует команду для создания подготовленного к выполнению оператора с помощью функции SPI_prepare менеджера интерфейса программирования сервера. Последующие обращения к этому выражению или команде повторно используют подготовленный к выполнению оператор. Таким образом, SQL-команды, находящиеся в редко посещаемой ветке кода условного оператора, не несут накладных расходов на разбор команд, если они так и не будут выполнены в текущей сессии. Здесь есть недостаток, заключающийся в том, что ошибки в определённом выражении или команде не могут быть обнаружены, пока выполнение не дойдёт до этой части функции. (Тривиальные синтаксические ошибки обнаружатся в ходе первоначального разбора, но ничего более серьёзного не будет обнаружено до исполнения.)

Кроме того, PL/pgSQL (точнее, менеджер интерфейса программирования сервера) будет пытаться кешировать план выполнения для любого подготовленного к исполнению оператора. При каждом вызове оператора, если не используется план из кеша, генерируется новый план выполнения, и текущие значения параметров (то есть значения переменных PL/pgSQL) могут быть использованы для оптимизации нового плана. Если оператор не имеет параметров или выполняется много раз, менеджер интерфейса программирования сервера рассмотрит вопрос о создании и кешировании (для повторного использования) общего плана, не зависящего от значений параметров. Как правило, это происходит в тех случаях, когда план выполнения не очень чувствителен к имеющимся ссылкам на значения переменных PL/pgSQL. В противном случае выгоднее каждый раз формировать новый план. Более подробно поведение подготовленных операторов рассматривается в PREPARE.

Чтобы PL/pgSQL мог сохранять подготовленные операторы и планы выполнения, команды SQL в коде PL/pgSQL, должны использовать одни и те же таблицы и столбцы при каждом исполнении. А это значит, что в SQL-командах нельзя использовать названия таблиц и столбцов в качестве параметров. Чтобы обойти это ограничение, нужно построить динамическую команду для оператора PL/pgSQL EXECUTE — ценой будет разбор и построение нового плана выполнения при каждом вызове.

Изменчивая природа переменных типа record представляет ещё одну проблему в этой связи. Когда поля переменной типа record используются в выражениях или операторах, типы данных полей не должны меняться от одного вызова функции к другому, так как при анализе каждого выражения будет использоваться тот тип данных, который присутствовал при первом вызове. При необходимости можно использовать EXECUTE для решения этой проблемы.

Если функция используется в качестве триггера более чем для одной таблицы, PL/pgSQL независимо подготавливает и кеширует операторы для каждой такой таблицы. То есть создаётся кеш для каждой комбинации триггерная функция + таблица, а не только для каждой функции. Это устраняет некоторые проблемы, связанные с различными типами данных. Например, триггерная функция сможет успешно работать со столбцом key, даже если в разных таблицах этот столбец имеет разные типы данных.

Таким же образом, функции с полиморфными типами аргументов имеют отдельный кеш для каждой комбинации фактических типов аргументов, так что различия типов данных не вызывают неожиданных сбоев.

Кеширование операторов иногда приводит к неожиданным эффектам при интерпретации чувствительных ко времени значений. Например, есть разница между тем, что делают эти две функции:

CREATE FUNCTION logfunc1(logtxt text) RETURNS void AS $$
    BEGIN
        INSERT INTO logtable VALUES (logtxt, 'now');
    END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

и

CREATE FUNCTION logfunc2(logtxt text) RETURNS void AS $$
    DECLARE
        curtime timestamp;
    BEGIN
        curtime := 'now';
        INSERT INTO logtable VALUES (logtxt, curtime);
    END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

В случае logfunc1, при анализе INSERT, основной анализатор Postgres Pro знает, что строку 'now' следует толковать как timestamp, потому что целевой столбец таблицы logtable имеет такой тип данных. Таким образом, 'now' будет преобразовано в константу timestamp при анализе INSERT, а затем эта константа будет использоваться в последующих вызовах logfunc1 в течение всей сессии. Разумеется, это не то, что хотел программист. Лучше было бы использовать функцию now() или current_timestamp.

В случае logfunc2, основной анализатор Postgres Pro не знает, какого типа будет 'now' и поэтому возвращает значение типа text, содержащее строку now. При последующем присвоении локальной переменной curtime интерпретатор PL/pgSQL приводит эту строку к типу timestamp, вызывая функции text_out и timestamp_in. Таким образом, метка времени будет обновляться при каждом выполнении, как и ожидается программистом. И хотя всё работает как ожидалось, это ужасно неэффективно, поэтому использование функции now() по-прежнему значительно лучше.