53.1. Обзор

В протоколе выделены отдельные фазы для запуска и обычных операций. На стадии запуска клиент устанавливает подключение к серверу и должен удовлетворить сервер, подтвердив свою подлинность. (Для этого может потребоваться одно или несколько сообщений, в зависимости от применяемого метода проверки подлинности.) Если всё проходит успешно, сервер сообщает клиенту о текущем состоянии, а затем переходит к обычной работе. Не считая начального стартового сообщения, в этой фазе протокола ведущую роль играет сервер.

В ходе обычной работы клиент передаёт запросы и другие команды серверу, а сервер возвращает результаты запросов и другие ответы. В некоторых случаях (например, с NOTIFY) сервер передаёт клиенту сообщения по своей инициативе, но по большей части эта фаза сеанса управляется запросами клиента.

Завершение сеанса обычно происходит по желанию клиента, но в некоторых случаях и сервер может принудительно завершить сеанс. В любом случае, когда сервер закрывает соединение, он предварительно откатывает любую открытую (незавершённую) транзакцию.

В процессе обычной работы команды SQL могут выполняться по одному из двух внутренних протоколов. По протоколу «простых запросов» клиент посылает просто текстовую строку запроса, которую сервер сразу же разбирает и выполняет. С протоколом «расширенных запросов» обработка запросов разделяется на несколько этапов: разбор, привязывание значений параметров и исполнение. Это даёт дополнительную гибкость и может увеличить быстродействие ценой большей сложности.

В обычном режиме также поддерживаются дополнительные внутренние протоколы для специальных операций, например COPY.

53.1.1. Обзор обмена сообщениями

Всё взаимодействие представляет собой поток сообщений. Первый байт сообщения определяет тип сообщения, а следующие четыре байта задают длину остального сообщения (эта длина включает размер самого поля длины, но не байт с типом сообщения). Остальное содержимое сообщения определяется его типом. По историческим причинам в самом первом сообщении, передаваемом клиентом, (стартовом сообщении) первый байт с типом сообщения отсутствует.

Чтобы не потерять синхронизацию в потоке сообщений, и серверы, и клиенты обычно считывают всё сообщение в буфер (его размер определяется счётчиком байт), прежде чем обрабатывать его содержимое. Это позволяет без труда продолжить работу, если возникает ошибка при разборе сообщения. В исключительных случаях (например, при нехватке памяти для помещения сообщения в буфер), счётчик байт помогает получателю определить, сколько поступающих байт нужно пропустить, прежде чем продолжать получать сообщения.

С другой стороны, и клиенты, и серверы, ни при каких условиях не должны передавать неполные сообщения. Чтобы этого не допустить, обычно всё сообщение сначала размещается в буфере, и только потом передаётся. Если в процессе отправки или получения сообщения происходит сбой передачи, единственным разумным вариантом продолжения будет прерывание соединения, так как вероятность восстановления синхронизации по границам сообщений в этой ситуации минимальна.

53.1.2. Обзор расширенных запросов

В протоколе расширенных запросов исполнение команд SQL разделяется на несколько этапов. Состояние между этапами представляется объектами двух типов: подготовленные операторы и порталы. Подготовленный оператор представляет собой результат разбора и семантического анализа текстовой строки запроса. Подготовленный оператор сам по себе не готов для исполнения, так как он может не иметь конкретных значений для параметров. Портал представляет собой готовый к исполнению или уже частично выполненный оператор, в котором заданы все недостающие значения параметров. (Для операторов SELECT портал равнозначен открытому курсору, но мы выбрали другой термин, так как курсоры неприменимы к операторам, отличным от SELECT.)

Общий цикл выполнения состоит из этапа разбора, на котором из текстовой строки запроса создаётся подготовленный оператор; этапа привязки, на котором из подготовленного оператора и значений для необходимых параметров создаётся портал; и этапа выполнения, на котором исполняется запрос портала. В случае запроса, возвращающего строки (SELECT, SHOW и т. д.), можно указать, чтобы за один шаг выполнения возвращалось только ограниченное число строк, так что для завершения операции понадобятся несколько шагов выполнения.

Сервер может контролировать одновременно несколько подготовленных операторов и порталов (но учтите, что они существуют только в рамках сеанса и никогда не разделяются между сеансами). Обращаться к подготовленным операторам и порталам можно по именам, которые назначаются им при создании. Кроме того, существуют и «безымянные» подготовленные операторы и порталы. Хотя они практически не отличаются от именованных объектов, операции с ними оптимизированы для разового выполнения запроса с последующим освобождением объекта, тогда как операции с именованными объектами оптимизируются в расчёте на многоразовое использование.

53.1.3. Форматы и коды форматов

Данные определённого типа могут передаваться в одном из нескольких различных форматов. С версии 7.4 PostgreSQL поддерживаются только текстовый («text») и двоичный («binary») форматы, но в протоколе предусмотрены возможности для расширения в будущем. Ожидаемый формат для любого значения задаётся кодом формата. Клиенты могут указывать код формата для каждого передаваемого значения параметра и для каждого столбца результата запроса. Текстовый формат имеет код ноль, двоичный — код один, а другие коды оставлены для определения в будущем.

Текстовым представлением значений будут строки, которые выдаются и принимаются функциями ввода/вывода определённого типа данных. В передаваемом представлении завершающий нулевой символ отсутствует, клиент должен добавить его сам, если хочет обрабатывать такое представление в виде строки C. (Собственно, данные в текстовом формате не могут содержать нулевые символы.)

В двоичном представлении целых чисел применяется сетевой порядок байт (наиболее значащий байт первый). Какое именно двоичное представление имеют другие типы данных, можно узнать в документации или исходном коде. Но учтите, что двоичное представление сложных типов данных может меняться от версии к версии сервера; с точки зрения портируемости обычно лучше текстовый формат.