PostgreSQL C 语言函数

在一个会话中第一次调用一个特定可载入对象文件中的用户定义函数时， 动态载入器会把那个对象文件载入到内存以便该函数被调用。因此用户 定义的 C 函数的CREATE FUNCTION必须 为该函数指定两块信息：可载入对象文件的名称，以及要在该对象文件中 调用的特定函数的 C 名称（链接符号）。如果没有显式指定 C 名称，则 它被假定为和 SQL 函数名相同。

下面的算法被用来基于CREATE FUNCTION 命令中给定的名称来定位共享对象文件：

如果这个序列不起作用，会把平台相关的共享库文件名扩展（通常是 .so）追加到给定的名称并且再次尝试上述 的过程。如果还是失败，则载入失败。

我们推荐相对于$libdir或者通过动态库路径来 定位共享库。如果升级版本时新的安装在一个不同的位置，则可以 简化升级过程。$libdir实际表示的目录可以用 命令pg_config --pkglibdir来找到。

用于运行PostgreSQL服务器的 用户 ID 必须能够通过要载入文件的路径。常见的错误是把文件或 更高层的目录变得对postgres用户 不可读或者不可执行。

在任何情况下，CREATE FUNCTION命令 中给定的文件名会被原封不动地记录在系统目录中，这样如果需要再次 载入该文件则会应用同样的过程。

为了确保动态载入对象文件不会被载入到一个不兼容的服务器， PostgreSQL会检查该文件是否包含一个 带有合适内容的“magic block”。这允许服务器检测到明显的不兼 容，例如为不同PostgreSQL主版本编译 的代码。要包括一个 magic block，在写上包括 头文件fmgr.h的语句之后，在该模块的源文件之一（并且只 能在其中一个）中写上这些：

PG_MODULE_MAGIC;

在被第一次使用后，动态载入对象文件会留在内存中。在同一个会话中 对该函数未来的调用将只会消耗很小的负荷进行符号表查找。如果需要 重新载入一个对象文件（例如重新编译以后），需要开始一个新的会话。

可以选择让一个动态载入文件包含初始化和终止化函数。如果文件包含一个 名为_PG_init的函数，则文件被载入后会立刻调用该函数。 该函数不接受参数并且应该返回 void。如果文件包括一个名为 _PG_fini的函数，则在卸载该文件之前会立即调用该函数。 同样地，该函数不接受参数并且应该返回 void。注意将只在卸载文件的过程 中会调用_PG_fini，进程结束时不会调用它（当前，卸载被 禁用并且从不发生，但是未来可能会改变）。

要了解如何编写 C 语言函数，你需要了解 PostgreSQL如何在内部表达基本数据类型 以及如何与函数传递它们。在内部， PostgreSQL把一个基本类型认为是 “一团内存”。在类型上定义的用户定义函数说明了 PostgreSQL在该类型上操作的方式。也就 是说，PostgreSQL将只负责把数据存在磁盘以 及从磁盘检索数据，而使用你的用户定义函数来输入、处理和输出该数据。

基本类型可以有三种内部格式之一：

传值类型在长度上只能是 1、2 或 4 字节（如果你的机器上 sizeof(Datum)是 8，则还有 8 字节）。你应当小心地 定义你的类型以便它们在所有的架构上都是相同的尺寸（字节）。例如， long类型很危险，因为它在某些机器上是 4 字节但在 另外一些机器上是 8 字节，而int类型在大部分 Unix 机器 上都是 4 字节。在 Unix 机器上int4类型一种合理的实现 可能是：

/* 4 字节整数，传值 */
typedef int int4;

（实际的 PostgreSQL C 代码会把这种类型称为int32，因为 C 中的习惯是intXX 表示XX 位。注意 因此还有尺寸为 1 字节的 C 类型int8。SQL 类型 int8在 C 中被称为int64。另见本文中的 表 37.2）。

在另一方面，任何尺寸的定长类型可以用传引用的方法传递。例如，这里有一种 PostgreSQL类型的实现示例：

/* 16 字节结构，传引用 */
typedef struct
{
    double  x, y;
} Point;

在PostgreSQL函数中传进或传出这种 类型时，只能使用指向这种类型的指针。要返回这样一种类型的值，用 palloc分配正确的内存量，然后填充分配好的内存， 并且返回一个指向该内存的指针（还有，如果只想返回与具有相同数据类型的 一个输入参数相同的值，可以跳过额外的palloc并且返回 指向该输入值的指针）。

最后，所有变长类型必须也以引用的方式传递。所有变长类型必须用一个 正好 4 字节的不透明长度域开始，该域会由SET_VARSIZE 设置，绝不要直接设置该域！所有要被存储在该类型中的数据必须在内存 中接着该长度域的后面存储。长度域包含该结构的总长度，也就是包括长 度域本身的尺寸。

另一个重点是要避免在数据类型值中留下未被初始化的位。例如，要注意 把可能存在于结构中的任何对齐填充字节置零。如果不这样做，你的数据 类型的逻辑等价常量可能会被规划器认为是不等的，进而导致低效的（不过 还是正确的）计划。

例如，我们可以这样定义类型text：

typedef struct {
    int32 length;
    char data[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER];
} text;

[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER]记号表示数据部分的实际 长度不由该声明指定。

在操纵变长字节时，我们必须小心地分配正确数量的内存并且正确地 设置长度域。例如，如果我们想在一个text结构 中存储 40 字节，我们可以使用这样的代码片段：

#include "postgres.h"
...
char buffer[40]; /* our source data */
...
text *destination = (text *) palloc(VARHDRSZ + 40);
SET_VARSIZE(destination, VARHDRSZ + 40);
memcpy(destination->data, buffer, 40);
...

VARHDRSZ和sizeof(int32)一样， 但是用宏VARHDRSZ来引用变长类型的载荷的 尺寸被认为是比较好的风格。还有，必须 使用SET_VARSIZE宏来设置长度域，而不是用 简单的赋值来设置。

本文中的表 37.2指定在编写使用一种 PostgreSQL内建类型的 C 语言函数时， 哪一种 C 类型对应于哪一种 SQL 类型。 “定义文件”列给出了要得到该类型定义需要 包括的头文件（实际的定义可能在一个由列举文件包括的不同 文件中。推荐用户坚持使用已定义的接口）。注意在任何源文 件中应该总是首先包括postgres.h， 因为它声明了很多你需要的东西。

现在我们已经复习了基本类型所有可能的结构，现在可以展示一些 真实函数的例子了。

版本-1 的调用规范依赖于宏来降低传参数和结果的复杂度。版本-1 函数的 C 声明总是：

Datum funcname(PG_FUNCTION_ARGS)

此外，宏调用：

PG_FUNCTION_INFO_V1(funcname);

必须出现在同一个源文件中（按惯例会正好写在该函数本身之前）。 这种宏调用不是internal语言函数所需要的，因为 PostgreSQL会假定所有内部函数都使用 版本-1 规范。不过，对于动态载入函数是必需的。

在版本-1 函数中，每一个实参都使用对应于该参数数据类型的PG_GETARG_xxx ()宏取得。（在非严格的函数中，需要使用PG_ARGISNULL()对参数是否为空提前做检查；见下文。）结果要用对应于返回类型的PG_RETURN_xxx ()宏返回。PG_GETARG_xxx ()的参数是要取得的函数参数的编号，从零开始计。PG_RETURN_xxx ()的参数是实际要返回的值。

这里是一些使用版本-1调用约定的例子：

#include "postgres.h"
#include <string.h>
#include "fmgr.h"
#include "utils/geo_decls.h"

PG_MODULE_MAGIC;

/* 传值 */

PG_FUNCTION_INFO_V1(add_one);

Datum
add_one(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    int32   arg = PG_GETARG_INT32(0);

    PG_RETURN_INT32(arg + 1);
}

/* 传引用，定长 */

PG_FUNCTION_INFO_V1(add_one_float8);

Datum
add_one_float8(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    /* FLOAT8 的宏隐藏了它的传引用本质。 */
    float8   arg = PG_GETARG_FLOAT8(0);

    PG_RETURN_FLOAT8(arg + 1.0);
}

PG_FUNCTION_INFO_V1(makepoint);

Datum
makepoint(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    /* 这里，Point 的传引用本质没有被掩盖。 */
    Point     *pointx = PG_GETARG_POINT_P(0);
    Point     *pointy = PG_GETARG_POINT_P(1);
    Point     *new_point = (Point *) palloc(sizeof(Point));

    new_point->x = pointx->x;
    new_point->y = pointy->y;

    PG_RETURN_POINT_P(new_point);
}

/* 传引用，变长 */

PG_FUNCTION_INFO_V1(copytext);

Datum
copytext(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    text     *t = PG_GETARG_TEXT_PP(0);

    /*
     * VARSIZE_ANY_EXHDR是该结构的尺寸（以字节为单位）减去其头部的
     * VARHDRSZ或VARHDRSZ_SHORT。用一个完整长度的头部构建该拷贝。
     */
    text     *new_t = (text *) palloc(VARSIZE_ANY_EXHDR(t) + VARHDRSZ);
    SET_VARSIZE(new_t, VARSIZE_ANY_EXHDR(t) + VARHDRSZ);

    /*
     * VARDATA是指向新结构的数据区域的指针。来源可以是一个短数据，
     * 所以要通过VARDATA_ANY检索它的数据。
     */
    memcpy((void *) VARDATA(new_t), /* 目标 */
           (void *) VARDATA_ANY(t), /* 源头 */
           VARSIZE_ANY_EXHDR(t));   /* 多少字节 */
    PG_RETURN_TEXT_P(new_t);
}

PG_FUNCTION_INFO_V1(concat_text);

Datum
concat_text(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    text  *arg1 = PG_GETARG_TEXT_PP(0);
    text  *arg2 = PG_GETARG_TEXT_PP(1);
    int32 arg1_size = VARSIZE_ANY_EXHDR(arg1);
    int32 arg2_size = VARSIZE_ANY_EXHDR(arg2);
    int32 new_text_size = arg1_size + arg2_size + VARHDRSZ;
    text *new_text = (text *) palloc(new_text_size);

    SET_VARSIZE(new_text, new_text_size);
    memcpy(VARDATA(new_text), VARDATA_ANY(arg1), arg1_size);
    memcpy(VARDATA(new_text) + arg1_size, VARDATA_ANY(arg2), arg2_size);
    PG_RETURN_TEXT_P(new_text);
}

假定上述代码已经准备在文件funcs.c中并且被编译成一个共享对象，我们可以用这样的命令在PostgreSQL中定义函数：

CREATE FUNCTION add_one(integer) RETURNS integer
     AS 'DIRECTORY/funcs', 'add_one'
     LANGUAGE C STRICT;

-- 注意SQL函数名“add_one”的重载
CREATE FUNCTION add_one(double precision) RETURNS double precision
     AS 'DIRECTORY/funcs', 'add_one_float8'
     LANGUAGE C STRICT;

CREATE FUNCTION makepoint(point, point) RETURNS point
     AS 'DIRECTORY/funcs', 'makepoint'
     LANGUAGE C STRICT;

CREATE FUNCTION copytext(text) RETURNS text
     AS 'DIRECTORY/funcs', 'copytext'
     LANGUAGE C STRICT;

CREATE FUNCTION concat_text(text, text) RETURNS text
     AS 'DIRECTORY/funcs', 'concat_text'
     LANGUAGE C STRICT;

这里，DIRECTORY表示共享库文件的目录（例如PostgreSQL的教程目录，它包含这一节中用到的例子的代码）。（更好的风格是先把DIRECTORY放入搜索路径，在AS子句中只使用'funcs'。在任何情况下，我们可以为一个共享库省略系统相关的扩展名，通常是 .so）。

注意我们已经把函数指定为“strict”，这意味着如果有任何输入值为空，系统应该自动假定得到空结果。通过这种做法，我们避免在函数代码中检查空值输入。如果不这样做，我们必须使用PG_ARGISNULL()明确地检查空值输入。

宏PG_ARGISNULL(n )允许一个函数测试是否每一个输入为空（当然，只需要在没有声明为“strict”的函数中这样做）。和PG_GETARG_xxx ()宏一样，输入参数也是从零开始计数。注意应该在验证了一个参数不是空之后才执行PG_GETARG_xxx ()。要返回一个空结果，应执行PG_RETURN_NULL()，它对严格的以及非严格的函数都有用。

乍一看，与使用普通的C调用约定相比，版本 1 编码约定似乎只是毫无意义的愚民政策。 然而，它们确实允许我们处理NULLable 参数/返回值，以及“toasted”（压缩或离线）值。

在版本-1接口中提供的其他选项是PG_GETARG_xxx ()宏的两个变种。其中的第一种是PG_GETARG_xxx _COPY()，它确保返回的指定参数的拷贝可以被安全地写入（通常的宏有时会返回一个指向表中物理存储的值，它不能被写入。使用PG_GETARG_xxx _COPY()宏可以保证得到一个可写的结果）。第二种变种PG_GETARG_xxx _SLICE()宏有三个参数。第一个是函数参数的编号（如上文）。第二个和第三个是要被返回的段的偏移量和长度。偏移量从零开始计算，而负值的长度则表示要求返回该值的剩余部分。当大型值的存储类型为“external”时，这些宏提供了访问这些大型值的更有效的方法（列的存储类型可以使用ALTER TABLE tablename ALTER COLUMN colname SET STORAGE storagetype 来指定。storagetype取plain、external、extended或者main）。

最后，版本-1 的函数调用规范可以返回集合结果（本文中的第 37.10.8 节）、实现触发器函数（第 38 章）和过程语言调用处理器（第 55 章）。更多细节 可见源代码发布中的src/backend/utils/fmgr/README。

在开始更高级的话题之前，我们应该讨论一下用于 PostgreSQL C 语言函数的编码规则。 虽然可以把不是 C 编写的函数载入到 PostgreSQL中，这通常是很困难的， 因为其他语言（例如 C++、FORTRAN 或者 Pascal）通常不会遵循和 C 相同的调用规范。也就是说，其他语言不会以同样的方式在函数之间传递 参数以及返回值。由于这个原因，我们会假定你的 C 语言函数确实是用 C 编写的。

编写和编译 C 函数的基本规则如下：

在使用 C 编写的PostgreSQL扩展函数之前，必须以一种特殊的方式编译并且链接它们，以便产生一个能被服务器动态载入的文件。简而言之，需要创建一个共享库。

超出本节所含内容之外的信息请参考你的操作系统文档，特别是 C 编译器（cc）和链接编辑器（ld）的手册页。另外，PostgreSQL源代码的contrib目录中包含了一些可以工作的例子。但是，如果你依靠这些例子，也会使你的模块依赖于PostgreSQL源码的可用性。

创建共享库通常与链接可执行文件相似：首先源文件被编译成对象文件，然后对象文件被链接起来。对象文件需要被创建为独立位置代码（PIC）， ，这在概念上意味着当它们被可执行文件载入时，它们可以被放置在内存中的任意位置（用于可执行文件的对象文件通常不会以那种方式编译）。链接一个共享库的命令会包含特殊标志来把它与链接一个可执行文件区分开（至少在理论上 — 在某些系统上实际上很丑陋）。

在下列例子中，我们假定你的源代码在一个文件foo.c中，并且我们将创建一个共享库foo.so。除非特别注明，中间的对象文件将被称为foo.o。一个共享库能包含多于一个对象文件，但是我们在这里只使用一个。

结果的共享库文件接着就可以被载入到PostgreSQL。当把文件名指定给CREATE FUNCTION命令时，必须把共享库文件的名字给它，而不是中间的对象文件。注意系统的标准共享库扩展（通常是.so或者.sl）在CREATE FUNCTION命令中可以被忽略，并且通常为了最好的可移植性应该被忽略。

服务器会期望在哪里寻找共享库文件请参考本文中第 37.10.1 节。

组合类型没有像 C 结构那样的固定布局。组合类型的实例可能包含 空值域。此外，继承层次中的组合类型可能具有和同一继承层次中 其他成员不同的域。因此， PostgreSQL提供了函数接口 来访问 C 的组合类型的域。

假设我们想要写一个函数来回答查询：

SELECT name, c_overpaid(emp, 1500) AS overpaid
    FROM emp
    WHERE name = 'Bill' OR name = 'Sam';

如果使用版本-1的调用规范，我们可以定义 c_overpaid为：

#include "postgres.h"
#include "executor/executor.h"  /* 用于 GetAttributeByName() */

PG_MODULE_MAGIC;

PG_FUNCTION_INFO_V1(c_overpaid);

Datum
c_overpaid(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    HeapTupleHeader  t = PG_GETARG_HEAPTUPLEHEADER(0);
    int32            limit = PG_GETARG_INT32(1);
    bool isnull;
    Datum salary;

    salary = GetAttributeByName(t, "salary", &isnull);
    if (isnull)
        PG_RETURN_BOOL(false);
    /* 另外，我们可能更想对空 salary 用 PG_RETURN_NULL() 。*/

    PG_RETURN_BOOL(DatumGetInt32(salary) > limit);
}

GetAttributeByName是返回指定行的属性的 PostgreSQL系统函数。它有三个参数： 类型为HeapTupleHeader的传入参数、想要访问的函数名 以及一个说明该属性是否为空的返回参数。 GetAttributeByName返回一个 Datum值，可以把它用合适的DatumGetXXX ()宏转换成正确的数据类型。注意如果空值标志被设置，那么返回值是没有 意义的，所以在对结果做任何事情之前应该先检查空值标志。

也有GetAttributeByNum函数，它可以用目标属性 的属性号而不是属性名来选择目标属性。

下面的命令声明 SQL 中的c_overpaid：

CREATE FUNCTION c_overpaid(emp, integer) RETURNS boolean
    AS 'DIRECTORY/funcs', 'c_overpaid'
    LANGUAGE C STRICT;

注意我们用了STRICT，这样我们不需要检查输入参数是否 为 NULL。

要从一个 C 语言函数中返回一个行或者组合类型值，你可以使用一种 特殊的 API，它提供的宏和函数隐藏了大部分的构建组合数据类型的 复杂性。要使用这种 API，源文件中必须包括：

#include "funcapi.h"

有两种方式可以构建一个组合数据值（以后就叫一个“元组”）： 可以从一个 Datum 值的数组构造，或者从一个 C 字符串（可被传递给该元组 各列的数据类型的输入转换函数）的数组构造。在两种情况下，都首先需要为 该元组的结构获得或者构造一个TupleDesc描述符。在处 理 Datum 时，需要把该TupleDesc传递给 BlessTupleDesc，接着为每一行调用 heap_form_tuple。在处理 C 字符串时，需要把该 TupleDesc传递给 TupleDescGetAttInMetadata，接着为每一行调用 BuildTupleFromCStrings。对于返回一个元组集合的函数， 这些设置步骤可以在第一次调用该函数时一次性完成。

有一些助手函数可以用来设置所需的TupleDesc。在大部分 返回组合值的函数中推荐的方式是调用：

TypeFuncClass get_call_result_type(FunctionCallInfo fcinfo,
                                   Oid *resultTypeId,
                                   TupleDesc *resultTupleDesc)

传递传给调用函数本身的同一个fcinfo结构（这当然要求使用的 是版本-1 的调用规范）。resultTypeId可以被指定为 NULL或者一个本地变量的地址以接收该函数的结果类型 OID。 resultTupleDesc应该是一个本地 TupleDesc变量的地址。检查结果是不是 TYPEFUNC_COMPOSITE，如果是则 resultTupleDesc已经被用所需的 TupleDesc填充（如果不是，你可以报告一个错误，并且 返回“function returning record called in context that cannot accept type record”字样的消息）。

比较老的，现在已经被废弃的获得TupleDesc的函数是：

TupleDesc RelationNameGetTupleDesc(const char *relname)

它可以为一个提到的关系的行类型得到TupleDesc， 还有：

TupleDesc TypeGetTupleDesc(Oid typeoid, List *colaliases)

可以基于一个类型 OID 得到TupleDesc。这可以被用来 为一种基础或者组合类型获得TupleDesc。不过，对于 返回record的函数它不起作用，并且它无法解析多态类型。

一旦有了一个TupleDesc，如果计划处理 Datum可以调用：

TupleDesc BlessTupleDesc(TupleDesc tupdesc)

如果计划处理 C 字符串，可调用：

AttInMetadata *TupleDescGetAttInMetadata(TupleDesc tupdesc)

如果正在编写一个返回集合的函数，你可以把这些函数的结果保存在 FuncCallContext结构中 — 分别使用 tuple_desc或者attinmeta域。

在处理 Datum 时，使用

HeapTuple heap_form_tuple(TupleDesc tupdesc, Datum *values, bool *isnull)

来用 Datum 形式的用户数据构建一个HeapTuple。

在处理 C 字符串时，使用

HeapTuple BuildTupleFromCStrings(AttInMetadata *attinmeta, char **values)

来用 C 字符串形式的用户数据构建一个HeapTuple。 values是一个 C 字符串数组，每一个元素是返回行 的一个属性。每一个 C 字符串应该是该属性数据类型的输入函数所期望 的格式。为了对一个属性返回空值，values数组中对 应的指针应该被设置为NULL。对于你返回的每一行都将 再次调用这个函数。

一旦已经构建了一个要从函数中返回的元组，它必须被转换成一个 Datum。使用

HeapTupleGetDatum(HeapTuple tuple)

可把一个HeapTuple转换成合法的 Datum。如果你 只想返回一行，那么这个Datum可以被直接返回，在一个 集合返回函数中它也可以被当做当前的返回值。

下一节中会有一个例子。

C 语言函数有两个返回集合（多行）的选项。在一种称为ValuePerCall 模式的方法中，一个集合返回函数被重复调用（每次传递相同的参数），并在每次调用时返回一个新行， 直到没有更多行要返回并且 通过返回 NULL 来表示这一点。因此，集合返回函数 (SRF) 必须在调用之间保存足够的状态以记住它在做什么并在每次调用时返回正确的下一项。 在另一种称为Materialize模式的方法中，SRF 填充并返回一个包含其整个结果的 tuplestore 对象； 那么整个结果只发生一次调用，不需要调用间状态。

使用 ValuePerCall 模式时，重要的是要记住查询不能保证运行完成； 也就是说，由于诸如LIMIT之类的选项， 执行程序可能会在获取所有行之前停止调用 set-returning 函数。 这意味着在最后一次调用中执行清理活动是不安全的，因为这可能永远不会发生。 对于需要访问外部资源（例如文件描述符）的函数，建议使用 Materialize 模式。

本节的其余部分记录了一组使用 ValuePerCall 模式的 SRF 常用（尽管不是必须使用）的帮助程序宏。 有关 Materialize 模式的其他详细信息可以在src/backend/utils/fmgr/README中找到。 此外，PostgreSQL源代码分发中的contrib 模块包含许多使用 ValuePerCall 和 Materialize 模式的 SRF 示例。

要使用此处描述的 ValuePerCall 支持宏，请包含funcapi.h。 这些宏与结构FuncCallContext一起使用，该结构包含需要跨调用保存的状态。 在调用 SRF 中，fcinfo->flinfo->fn_extra用于在调用之间保存 指向FuncCallContext的指针。 宏在第一次使用时自动填充该字段，并期望在后续使用中找到相同的指针。

typedef struct FuncCallContext
{
    /*
     * 本次调用以前已经被调用过多少次
     *
     * SRF_FIRSTCALL_INIT() 会为你把 call_cntr 初始化为 0，
     * 并且在每次调用 SRF_RETURN_NEXT() 时增加。
     */
    uint64 call_cntr;

    /*
     * 可选：最大调用次数
     *
     * 这里的 max_calls 只是为了方便，设置它是可选的。
     * 如果没有设置，你必须提供替代的方法来了解函数什么时候做完。
     */
    uint64 max_calls;

    /*
     * 可选：指向用户提供的上下文信息的指针
     *
     * user_fctx 是一个指向你自己的数据的指针，它可用来在函数的多次
     * 调用之间保存任意的上下文信息。
     */
    void *user_fctx;

    /*
     * 可选：指向包含属性类型输入元数据的结构的指针
     *
     * attinmeta 被用在返回元组（即组合数据类型）时，在返回基本数据类型
     * 时不会使用。只有想用BuildTupleFromCStrings()创建返回元组时才需要它。
     */
    AttInMetadata *attinmeta;

    /*
     * 用于保存必须在多次调用间都存在的结构的内存上下文
     *
     * SRF_FIRSTCALL_INIT() 会为你设置 multi_call_memory_ctx，并且由
     * SRF_RETURN_DONE() 来清理。对于任何需要在 SRF 的多次调用间都
     * 存在的内存来说，它是最合适的内存上下文。
     */
    MemoryContext multi_call_memory_ctx;

    /*
     * 可选：指向包含元组描述的结构的指针
     *
     * tuple_desc 被用在返回元组（即组合数据类型）时，并且只有在用
     * heap_form_tuple() 而不是 BuildTupleFromCStrings() 构建元组时才需要它。
     * 注意这里存储的 TupleDesc 指针通常已经被先运行过 BlessTupleDesc()。
     */
    TupleDesc tuple_desc;

} FuncCallContext;

使用此基础结构的SRF将使用的宏是：

SRF_IS_FIRSTCALL()

来判断你的函数是否是第一次被调用。在第一次调用时（只能在第一次调用时）使用：

SRF_FIRSTCALL_INIT()

使用它来确定您的函数是第一次还是随后被调用。 在第一次调用时（仅），调用：

SRF_PERCALL_SETUP()

设置使用FuncCallContext。

如果您的函数有数据要在当前调用中返回，请使用：

SRF_RETURN_NEXT(funcctx, result)

把它返回给调用者（result必须是类型Datum， 可以是一个单一值或者按上文所述准备好的元组）。最后，当函数完成了 数据返回后，可使用：

SRF_RETURN_DONE(funcctx)

来清理并且结束SRF。

SRF被调用时的当前内存上下文被称作一个瞬时上下文， 在两次调用之间会清除它。这意味着你不必对用palloc 分配的所有东西调用pfree，它们将自动被释放。不过， 如果你想要分配任何需要在多次调用间都存在的数据结构，需要把它们 放在其他地方。对于任何需要在SRF结束运行之前都存 在的数据来说，multi_call_memory_ctx引用的内存 上下文是一个合适的位置。在大多数情况下，这意味着您应该在进行首次调用设置时切换到 multi_call_memory_ctx。 使用funcctx->user_fctx来保存指向任何此类交叉调用数据结构的指针。 （您在multi_call_memory_ctx中分配的数据将在查询结束时自动消失， 因此也无需手动释放该数据。）

一个完整的伪代码例子：

Datum
my_set_returning_function(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    FuncCallContext  *funcctx;
    Datum             result;
    further declarations as needed

    if (SRF_IS_FIRSTCALL())
    {
        MemoryContext oldcontext;

        funcctx = SRF_FIRSTCALL_INIT();
        oldcontext = MemoryContextSwitchTo(funcctx->multi_call_memory_ctx);
        /* 这里是一次性设置代码： */
        user code
        if returning composite
            build TupleDesc, and perhaps AttInMetadata
        endif returning composite
        user code
        MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
    }

    /* 这里是每一次都要做的设置代码： */
    user code
    funcctx = SRF_PERCALL_SETUP();
    user code

    /* 这里只是一种测试是否执行完的方法： */
    if (funcctx->call_cntr < funcctx->max_calls)
    {
        /* 这里返回另一个项： */
        user code
        obtain result Datum
        SRF_RETURN_NEXT(funcctx, result);
    }
    else
    {
        /* 这里已经完成了项的返回，所以只报告事实。 */
        /* （不要将清理代码放在这里的。） */
        SRF_RETURN_DONE(funcctx);
    }
}

一个返回组合类型的简单SRF的完整例子：

PG_FUNCTION_INFO_V1(retcomposite);

Datum
retcomposite(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    FuncCallContext     *funcctx;
    int                  call_cntr;
    int                  max_calls;
    TupleDesc            tupdesc;
    AttInMetadata       *attinmeta;

    /* 只在第一次函数调用时做的事情 */
    if (SRF_IS_FIRSTCALL())
    {
        MemoryContext   oldcontext;

        /* 创建一个函数上下文，让它在多次调用间都保持存在 */
        funcctx = SRF_FIRSTCALL_INIT();

        /* 切换到适合多次函数调用的内存上下文 */
        oldcontext = MemoryContextSwitchTo(funcctx->multi_call_memory_ctx);

        /* 要返回的元组总数 */
        funcctx->max_calls = PG_GETARG_UINT32(0);

        /* 为结果类型构造一个元组描述符 */
        if (get_call_result_type(fcinfo, NULL, &tupdesc) != TYPEFUNC_COMPOSITE)
            ereport(ERROR,
                    (errcode(ERRCODE_FEATURE_NOT_SUPPORTED),
                     errmsg("function returning record called in context "
                            "that cannot accept type record")));

        /*
         * 生成后面需要用来从原始 C 字符串产生元组的属性元数据
         */
        attinmeta = TupleDescGetAttInMetadata(tupdesc);
        funcctx->attinmeta = attinmeta;

        MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
    }

    /* 在每一次函数调用都要完成的事情 */
    funcctx = SRF_PERCALL_SETUP();

    call_cntr = funcctx->call_cntr;
    max_calls = funcctx->max_calls;
    attinmeta = funcctx->attinmeta;

    if (call_cntr < max_calls)    /* 如果还有要发送的 */
    {
        char       **values;
        HeapTuple    tuple;
        Datum        result;

        /*
         * 为构建返回元组准备一个值数组。这应该是一个 C
         * 字符串数组，之后类型输入函数会处理它。
         */
        values = (char **) palloc(3 * sizeof(char *));
        values[0] = (char *) palloc(16 * sizeof(char));
        values[1] = (char *) palloc(16 * sizeof(char));
        values[2] = (char *) palloc(16 * sizeof(char));

        snprintf(values[0], 16, "%d", 1 * PG_GETARG_INT32(1));
        snprintf(values[1], 16, "%d", 2 * PG_GETARG_INT32(1));
        snprintf(values[2], 16, "%d", 3 * PG_GETARG_INT32(1));

        /* 构建一个元组 */
        tuple = BuildTupleFromCStrings(attinmeta, values);

        /* 把元组变成 datum */
        result = HeapTupleGetDatum(tuple);

        /* 清理（实际并不必要） */
        pfree(values[0]);
        pfree(values[1]);
        pfree(values[2]);
        pfree(values);

        SRF_RETURN_NEXT(funcctx, result);
    }
    else    /* 如果没有要发送的 */
    {
        SRF_RETURN_DONE(funcctx);
    }
}

在 SQL 中声明这个函数的一种方法是：

CREATE TYPE __retcomposite AS (f1 integer, f2 integer, f3 integer);

CREATE OR REPLACE FUNCTION retcomposite(integer, integer)
    RETURNS SETOF __retcomposite
    AS 'filename', 'retcomposite'
    LANGUAGE C IMMUTABLE STRICT;

一种不同的方法是使用 OUT 参数：

CREATE OR REPLACE FUNCTION retcomposite(IN integer, IN integer,
    OUT f1 integer, OUT f2 integer, OUT f3 integer)
    RETURNS SETOF record
    AS 'filename', 'retcomposite'
    LANGUAGE C IMMUTABLE STRICT;

注意在这种方法中，函数的输出类型在形式上是一种匿名的 record类型。

可以声明 C 语言函数来接受和返回第 37.2.5 节中描述的多态类型。当函数参数或者返回 类型被定义为多态类型时，函数的编写者无法提前知道会用什么数据类型 调用该函数或者该函数需要返回什么数据类型。在fmgr.h 中提供了两种例程来允许版本-1 的 C 函数发现其参数的实际数据类型以及 它要返回的类型。这些例程被称为 get_fn_expr_rettype(FmgrInfo *flinfo)和 get_fn_expr_argtype(FmgrInfo *flinfo, int argnum)。它们 返回结果或者参数的类型的 OID，或者当该信息不可用时返回 InvalidOid。结构 flinfo通常被当做 fcinfo->flinfo访问。参数argnum则是从零 开始计。get_call_result_type也可被用作 get_fn_expr_rettype的一种替代品。还有 get_fn_expr_variadic，它可以被用来找出 variadic 参数 是否已经被合并到了一个数组中。这主要用于 VARIADIC "any"函数，因为对于接收普通数组类型的 variadic 函数来说总是会发生这类合并。

例如，假设我们想要写一个接收一个任意类型元素并且返回一个该类型的一维 数组的函数：

PG_FUNCTION_INFO_V1(make_array);
Datum
make_array(PG_FUNCTION_ARGS)
{
    ArrayType  *result;
    Oid         element_type = get_fn_expr_argtype(fcinfo->flinfo, 0);
    Datum       element;
    bool        isnull;
    int16       typlen;
    bool        typbyval;
    char        typalign;
    int         ndims;
    int         dims[MAXDIM];
    int         lbs[MAXDIM];

    if (!OidIsValid(element_type))
        elog(ERROR, "could not determine data type of input");

    /* 得到提供的元素，小心它为 NULL 的情况 */
    isnull = PG_ARGISNULL(0);
    if (isnull)
        element = (Datum) 0;
    else
        element = PG_GETARG_DATUM(0);

    /* 只有一个维度 */
    ndims = 1;
    /* 和一个元素 */
    dims[0] = 1;
    /* 且下界是 1 */
    lbs[0] = 1;

    /* 得到该元素类型所需的信息 */
    get_typlenbyvalalign(element_type, &typlen, &typbyval, &typalign);

    /* 现在构建数组 */
    result = construct_md_array(&element, &isnull, ndims, dims, lbs,
                                element_type, typlen, typbyval, typalign);

    PG_RETURN_ARRAYTYPE_P(result);
}

下面的命令在 SQL 中声明函数make_array：

CREATE FUNCTION make_array(anyelement) RETURNS anyarray
    AS 'DIRECTORY/funcs', 'make_array'
    LANGUAGE C IMMUTABLE;

有一种只对 C 语言函数可用的多态变体：它们可以被声明为接受类型为 "any"的参数（注意这种类型名必须用双引号引用，因为它也 是一个 SQL 保留字）。这和anyelement相似，不过它不约束 不同的"any"参数为同一种类型，它们也不会帮助确定函数的 结果类型。C 语言函数也能声明它的第一个参数为 VARIADIC "any"。这可以匹配一个或者多个任意类型的实参（ 不需要是同一种类型）。这些参数不会像普通 variadic 函 数那样被收集到一个数组中，它们将被单独传递给该函数。使用这种特性时， 必须用PG_NARGS()宏以及上述方法来判断实参的个数和类 型。还有，这种函数的用户可能希望在他们的函数调用中使用 VARIADIC关键词，以期让该函数将数组元素作为单独的参数 对待。如果想要这样，在使用get_fn_expr_variadic检测被 标记为VARIADIC的实参之后，函数本身必须实现这种行为。

外接程序可以在服务器启动时保留 LWLock 和共享内存。 必须通过在shared_preload_libraries 中 指定外接程序的共享库来预先载入它。从_PG_init 函数中调用

void RequestAddinShmemSpace(int size)

可以保留共享内存。

通过从_PG_init中调用

void RequestNamedLWLockTranche(const char *tranche_name, int num_lwlocks)

可以保留 LWLock。这将确保一个名为tranche_name 的 LWLock 数组可用，该数组的长度为num_lwlocks。 使用GetNamedLWLockTranche可得到该数组的指针。

为了避免可能的竞争情况，在连接并且初始化共享内存时，每一个 后端应该使用 LWLock AddinShmemInitLock，如下所示：

static mystruct *ptr = NULL;

if (!ptr)
{
        bool    found;

        LWLockAcquire(AddinShmemInitLock, LW_EXCLUSIVE);
        ptr = ShmemInitStruct("my struct name", size, &found);
        if (!found)
        {
                initialize contents of shmem area;
                acquire any requested LWLocks using:
                ptr->locks = GetNamedLWLockTranche("my tranche name");
        }
        LWLockRelease(AddinShmemInitLock);
}

尽管PostgreSQL后端是用 C 编写的， 只要遵循下面的指导方针也可以用 C++ 编写扩展：

总之，最好把 C++ 代码放在与后端交互的extern C函数之后， 并且避免异常、内存和调用栈泄露。