通过使用 PostgreSQL 的 C 函数接口，我们可以编写用 C 语言实现的函数，并将其集成到数据库中。这些函数可以在 SQL 查询中像其他内置函数一样被调用，从而扩展 PostgreSQL 的功能。
C 函数在某些情况下可以提供比 SQL 函数更高的执行效率，因为它们可以直接访问底层系统资源并进行更高级的优化。通过使用 C 函数，我们可以在函数内部实现复杂的算法和逻辑，利用 C 语言的功能和库来提高执行效率。
环境说明：
# 此版本库可用 [root@tcloud ~]# docker -v Docker version 20.10.13, build a224086 # 此版本不可用 [root@nodexxx ~]# docker -v Docker version 1.13.1, build 7d71120/1.13.1
注意：Docker version 1.13.1无法使用。
1.准备
1.1 开发文档
-- 查询数据库版本 SELECT "version"() -- PostgreSQL 12.12 (Debian 12.12-1.pgdg110+1) on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (Debian 10.2.1-6) 10.2.1 20210110, 64-bit
根据数据库的版本查看文档：
英文：PostgreSQL: Documentation: 12: 37.10. C-Language Functions
中文：37.10. C 语言函数 (postgres.cn)
1.2 工具安装
# 避免报错1 bash: cc: command not found # 未 update 可能会报错 E: Unable to locate package gcc apt-get update apt-get install gcc # 避免报错2 functionNameFile.c:1:10: fatal error: postgres.h: No such file or directory 1 | #include "postgres.h" | ^~~~~~~~~~~~ compilation terminated. # 根据版本进行安装【必备】 apt-get install postgresql-server-dev-12 # 报错 postgresql-server-dev-12 : Depends: llvm-11-dev but it is not installable
2.开始
2.1 编写C语言函数
创建一个新的文件，例如 cosine_distance_c.c，并添加以下内容：
#include "postgres.h" #include "fmgr.h" #include "math.h" #include "utils/array.h" #include "utils/float.h" PG_MODULE_MAGIC; PG_FUNCTION_INFO_V1(cosine_distance_c); Datum cosine_distance_c(PG_FUNCTION_ARGS) { ArrayType *arr1; arr1 = PG_GETARG_ARRAYTYPE_P(0); ArrayType *arr2; arr2 = PG_GETARG_ARRAYTYPE_P(1); int num_elems1, num_elems2; int16 elmlen; bool elmbyval, elmIsNull; Datum *elems1, *elems2; float8 sum_xy = 0.00000; float8 sum_x2 = 0.00000; float8 sum_y2 = 0.00000; float8 result; int i; deconstruct_array(arr1, 701, 8, FLOAT8PASSBYVAL, 'd', &elems1, NULL, &num_elems1); deconstruct_array(arr2, 701, 8, FLOAT8PASSBYVAL, 'd', &elems2, NULL, &num_elems2); if (num_elems1 != num_elems2) ereport(ERROR, (errmsg("Array lengths are not equal"))); for (i = 0; i < num_elems1; i++) { sum_xy = sum_xy + DatumGetFloat8(elems1[i]) * DatumGetFloat8(elems2[i]); sum_x2 = sum_x2 + DatumGetFloat8(elems1[i]) * DatumGetFloat8(elems1[i]); sum_y2 = sum_y2 + DatumGetFloat8(elems2[i]) * DatumGetFloat8(elems2[i]); } if (sum_x2 == 0.0 || sum_y2 == 0.0) ereport(ERROR, (errmsg("One or both arrays have zero magnitude"))); result = sum_xy / (sqrt(sum_x2) * sqrt(sum_y2)); pfree(elems1); pfree(elems2); PG_RETURN_FLOAT8(result); }
2.2 编译和链接动态载入的函数
Linux环境：
# 创建PIC的编译器标志是-fpic。创建一个共享库的编译器标志是-shared。 cc -fPIC -c funcs.c cc -shared -o funcs.so funcs.o
实例使用 C 编译器将源代码编译为共享库，例如 cosine_distance_c.so：
# 使用 cc -fPIC -I`pg_config --includedir-server` -c cosine_distance_c.c cc -shared -o cosine_distance_c.so cosine_distance_c.o -I`pg_config --includedir-server` -lm
- 将共享库文件复制到 PostgreSQL 的共享库目录中：
cp cosine_distance_c.so `pg_config --libdir`/. # 实际查询 root@a0e33689b846:/# pg_config --libdir /usr/lib/x86_64-linux-gnu
- 在 PostgreSQL 中创建函数的定义：
-- 这里用到了 pg_config --libdir 查询到的目录 CREATE FUNCTION cosine_distance_c(float8[], float8[]) RETURNS float8 AS '//usr/lib/x86_64-linux-gnu/cosine_distance_c.so', 'cosine_distance_c' LANGUAGE C STRICT;
现在，你可以在 SQL 查询中使用 cosine_distance_c 函数来计算两个 numeric 数组之间的余弦距离，例如：
SELECT cosine_distance_c(ARRAY[1.0, 2.0, 3.0], ARRAY[4.0, 5.0, 6.0]);
注意：上述示例是一个简化的实现，它假设传入的两个数组参数都是 numeric 类型的一维数组。在实际应用中，你可能需要进行更多的参数校验和错误处理，并支持更复杂的数组类型和维度。
