【投稿】Rust開發postgres擴充套件

本文投稿自知乎專欄：https：//zhuanlan。zhihu。com/p/414566217

前言

Rust 語言是一門通用系統級程式語言，無GC且能保證記憶體安全、併發安全和高效能而著稱。自2008年開始由 Graydon Hoare 私人研發，2009年得到 Mozilla 贊助，2010年首次釋出 0。1。0 版本，用於Servo 引擎的研發，於 2015年5月15號釋出 1。0 版本。自發布以來，截止到2021 年的今天，經歷六年的發展，Rust 得到穩步上升，已逐漸趨於成熟穩定。至 2016 年開始，截止到 2021年，Rust 連續五年成為 StackOverflow 語言榜上最受歡迎的語言［1］。2021年 2 月 9 號，Rust 基金會宣佈成立。華為、AWS、Google、微軟、Mozilla、Facebook 等科技行業領軍巨頭加入 Rust 基金會，成為白金成員，以致力於在全球範圍內推廣和發展 Rust 語言。

官方網如此介紹 Rust ：一門賦予每個人構建可靠且高效軟體能力的語言。Rust 語言有三大優勢值得大家關注：

高效能。Rust 速度驚人且記憶體利用率極高。由於沒有執行時和垃圾回收，它能夠勝任對效能要求特別高的服務，可以在嵌入式裝置上執行，還能輕鬆和其他語言整合。

可靠性。Rust 豐富的型別系統和所有權模型保證了記憶體安全和執行緒安全，讓您在編譯期就能夠消除各種各樣的錯誤。

生產力。Rust 擁有出色的文件、友好的編譯器和清晰的錯誤提示資訊，還集成了一流的工具——包管理器和構建工具，智慧地自動補全和型別檢驗的多編輯器支援，以及自動格式化程式碼等等。

Rust 和 C 都是硬體直接抽象

Rust 和 C 都是直接對硬體的抽象，都可看作一種「可移植彙編程式」。Rust 和 C 都能控制資料結構的記憶體佈局、整數大小、棧與堆記憶體分配、指標間接定址等，並且一般都能翻譯成可理解的機器程式碼，編譯器很少插入 “魔法”。即便 Rust 比 C 有更高層次的結構，如迭代器、特質（trait）和智慧指標，它們也被設計為可預測地最佳化為簡單的機器程式碼（又稱 “零成本抽象”）。Rust的型別的記憶體佈局很簡單，例如，可增長的字串String 和 Vec 正好是。Rust沒有任何像 Cpp裡的移動或複製建構函式這樣的概念，所以物件的傳遞保證不會比傳遞指標或 memcpy 更復雜。

總的來說，Rust有媲美C的高效能，同時又具有高效的開發生產力，同時透過FFI可以高效的和其他語言如C進行混合程式設計或互相呼叫。本篇文章主要介紹如何利用Rust開發postgres extension。

部署開發環境

配置RUST開發環境

參考 rust-lang。org/tools/ins IDE 推薦 code。visualstudio。com/ + rls。booyaa。wtf/

配置postgres開發環境

ubuntu

Red hat

cargo pgx 子命令安裝

接下來執行命令。

這個命令會下載版本v10，v11，v12，v13的postgres然後編譯到目錄中。這個下載步驟是必須的，因為後續pgx會為每中版本的postgres的header檔案生成對應的Rust bindings，以及後續pgx 的測試框架中也會用到。

開發一個簡單的extension

建立一個extension專案

使用下面命令建立一個名為my_extension的專案

命令執行後，會生成如下一個目錄結構

src/lib。rs內容如下

可以看到pgx已經預設給出了最簡單的擴充套件實現。宏所修飾的函式就是我們要實現的extension函式，，是pgx已經為我們寫好了的測試模組，用於編寫相關測試程式碼。

pgx預設已經給我們寫好了名為 hello_my_extension 的extension，功能很簡單，就是返回 “Hello， my_extension” 字串

執行extension

使用cargo pgx run 後跟引數pg13或pg10或pg11或pg12，對應不同的postgres版本，cargo pgx run會把extension編譯為一個。so 共享庫檔案，複製到對應版本的 ~/。pgx/ 目錄中，然後啟動Postgres例項，透過psql連線到和extension同名的資料庫上。編譯完成後，開發者就會處於psql的shell介面中，可以呼叫extension進行測試了。

這裡我們執行得到輸出如下：

可以看到最後進入了名為my_extension的psql介面中。接下來建立EXTENSION並呼叫，可以看到正常輸出字串

Array

Rust的Vec型別對應 postgrs中的ARRAY［］：：，如果某個擴充套件函式要返回多個相同型別的value，可以使用Vec進行返回，如下例中的 static_names 和 static_names_2d，最終在psql終端呼叫後返回的是單行單列。如果某個擴充套件返回的是一個Iterator，那麼返回的是一個多行單列資料，參見下面例子中的 static_names_iter 和 static_names_2d_iter。

程式碼

驗證

執行 cargo pgx run pg13

完整程式碼

AGGREGATE擴充套件

Postgres可以透過 CREATE AGGREGATE 定義一個新的聚集函式。一個簡單的聚集函式包含一個或兩個普通的函式：

狀態轉移函式 sfunc

可選的最終計算函式 ffunc

可能還需要定義聚集函式內部狀態的資料型別 stype

內部函式狀態初始值 initcond ，是一個型別text的值。

那麼我們只需參考上面的樣例開發對應的 sfunc， ffunc ，stype，然後再使用 CREATE AGGREGATE 建立聚集函式。

建立擴充套件