0.简介
在PostgreSQL（简称PG）数据库中，触发器（Trigger）能够在特定的数据库数据变化事件（如插入、更新、删除等）或数据库事件（DDL）发生时自动执行预定义的操作。触发器的实现原理涉及多个方面，包括触发器的概念、触发器的创建、触发器的存储、触发器的执行、触发器的修改以及触发器函数的删除等。本文将对PG触发器的实现原理进行简要分析，以帮助读者更好地理解其工作机制。
1.触发器的概念
触发器是数据库管理系统（DBMS）中的一种对象，在PG中是一个特殊的函数，整体分为两类，当某个表或者视图数据变化时触发的触发器称为数据变更触发器（DML触发器）,当某个数据库事件发生时触发的触发器称为事件触发器（DDL触发器）。触发器主要是其如何存储和调用时机（在哪些流程中处理），后文会详细分析代码调用流程。
触发器可以在事件前（before）或者事件后（after）执行：
1）BEFORE触发器：在触发事件发生之前执行。它可以在数据写入或更新到数据库之前执行一些检查或操作。
2）AFTER触发器：在触发事件发生之后执行。它可以在数据写入或更新到数据库之后执行一些后续操作，如记录日志、更新相关数据等。
其中数据变更触发器支持两种级别：
1）行级触发器（Row-level Trigger）：针对表中的每一行数据变化触发一次。当对表中的某一行进行插入、更新或删除操作时，行级触发器会被激活。
2）语句级触发器（Statement-level Trigger）：针对一次数据操作（如一次INSERT、UPDATE或DELETE语句）触发一次。与行级触发器不同，语句级触发器是在整个SQL语句执行之前或之后被激活的。
2.触发器的创建
2.1 创建触发器
2.1.1 创建语法
CREATE [ OR REPLACE ] [ CONSTRAINT ] TRIGGER
name { BEFORE | AFTER | INSTEAD OF } {
event [ OR ... ] }ON
table_name[ FROM
referenced_table_name ][ NOT DEFERRABLE | [ DEFERRABLE ] [ INITIALLY IMMEDIATE | INITIALLY DEFERRED ] ][ REFERENCING { { OLD | NEW } TABLE [ AS ]
transition_relation_name } [ ... ] ][ FOR [ EACH ] { ROW | STATEMENT } ][ WHEN (
condition ) ]EXECUTE { FUNCTION | PROCEDURE }
function_name (
arguments )
这里的
event可以是下列之一：INSERTUPDATE [ OF
column_name [, ... ] ]DELETETRUNCATE
详细含义可见官方文档：http://postgres.cn/docs/14/sql-createtrigger.html
2.1.2 创建流程分析
创建触发器其调用函数为：CreateTrigger，其中直接调用CreateTriggerFiringOn函数，下面对其中主要流程进行描述：
1）检查oid合法性并开表加锁。
if (OidIsValid(relOid))rel = heap_open(relOid, ShareRowExclusiveLock);elserel = heap_openrv(stmt->relation, ShareRowExclusiveLock);
2）进行各种合法性检查：是否是创建在表或视图上，是否是对于支持的触发器类型等，下面是一个检查例子。
else if (rel->rd_rel->relkind == RELKIND_VIEW){/** Views can have INSTEAD OF triggers (which we check below are* row-level), or statement-level BEFORE/AFTER triggers.*/if (stmt->timing != TRIGGER_TYPE_INSTEAD && stmt->row)ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_WRONG_OBJECT_TYPE),errmsg("\"%s\" is a view",RelationGetRelationName(rel)),errdetail("Views cannot have row-level BEFORE or AFTER triggers.")));/* Disallow TRUNCATE triggers on VIEWs */if (TRIGGER_FOR_TRUNCATE(stmt->events))ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_WRONG_OBJECT_TYPE),errmsg("\"%s\" is a view",RelationGetRelationName(rel)),errdetail("Views cannot have TRUNCATE triggers.")));}
3）权限检查。
/* permission checks */if (!isInternal){aclresult = pg_class_aclcheck(RelationGetRelid(rel), GetUserId(),ACL_TRIGGER);if (aclresult != ACLCHECK_OK)aclcheck_error(aclresult, get_relkind_objtype(rel->rd_rel->relkind),RelationGetRelationName(rel));if (OidIsValid(constrrelid)){aclresult = pg_class_aclcheck(constrrelid, GetUserId(),ACL_TRIGGER);if (aclresult != ACLCHECK_OK)aclcheck_error(aclresult, get_relkind_objtype(get_rel_relkind(constrrelid)),get_rel_name(constrrelid));}}
4）分区表对于行级触发器需要递归创建触发器，此处先加锁。
/** When called on a partitioned table to create a FOR EACH ROW trigger* that's not internal, we create one trigger for each partition, too.** For that, we'd better hold lock on all of them ahead of time.*/partition_recurse = !isInternal && stmt->row &&rel->rd_rel->relkind == RELKIND_PARTITIONED_TABLE;if (partition_recurse)list_free(find_all_inheritors(RelationGetRelid(rel),ShareRowExclusiveLock, NULL));
5）获取触发器函数并检查合法性。
/** Find and validate the trigger function.*/if (!OidIsValid(funcoid))funcoid = LookupFuncName(stmt->funcname, 0, fargtypes, false);if (!isInternal){aclresult = pg_proc_aclcheck(funcoid, GetUserId(), ACL_EXECUTE);if (aclresult != ACLCHECK_OK)aclcheck_error(aclresult, OBJECT_FUNCTION,NameListToString(stmt->funcname));}funcrettype = get_func_rettype(funcoid);if (funcrettype != TRIGGEROID)
6）打开存储触发器的系统表pg_trigger并加锁进行同名检查。
** Scan pg_trigger for existing triggers on relation. We do this only to* give a nice error message if there's already a trigger of the same* name. (The unique index on tgrelid/tgname would complain anyway.) We* can skip this for internally generated triggers, since the name* modification above should be sufficient.** NOTE that this is cool only because we have ShareRowExclusiveLock on* the relation, so the trigger set won't be changing underneath us.*/if (!isInternal){ScanKeyInit(&key,Anum_pg_trigger_tgrelid,BTEqualStrategyNumber, F_OIDEQ,ObjectIdGetDatum(RelationGetRelid(rel)));tgscan = systable_beginscan(tgrel, TriggerRelidNameIndexId, true,NULL, 1, &key);while (HeapTupleIsValid(tuple = systable_getnext(tgscan))){Form_pg_trigger pg_trigger = (Form_pg_trigger) GETSTRUCT(tuple);if (namestrcmp(&(pg_trigger->tgname), trigname) == 0)ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_DUPLICATE_OBJECT),errmsg("trigger \"%s\" for relation \"%s\" already exists",trigname, RelationGetRelationName(rel))));}systable_endscan(tgscan);}
7）对系统表增加触发器信息存储。
tuple = heap_form_tuple(tgrel->rd_att, values, nulls);
8）记录触发器的依赖关系。
/** Record dependencies for trigger. Always place a normal dependency on* the function.*/myself.classId = TriggerRelationId;myself.objectId = trigoid;myself.objectSubId = 0;referenced.classId = ProcedureRelationId;referenced.objectId = funcoid;referenced.objectSubId = 0;recordDependencyOn(&myself, &referenced, DEPENDENCY_NORMAL);
9）分区表对于行级触发器递归创建。
/** Lastly, create the trigger on child relations, if needed.*/if (partition_recurse){PartitionDesc partdesc = RelationGetPartitionDesc(rel);List *idxs = NIL;List *childTbls = NIL;ListCell *l;int i;MemoryContext oldcxt,perChildCxt;...}
2.2 创建事件触发器
2.2.1 创建语法
CREATE EVENT TRIGGER nameON event[ WHEN filter_variable IN (filter_value [, ... ]) [ AND ... ] ]EXECUTE { FUNCTION | PROCEDURE } function_name()
详细含义可见官方文档：http://postgres.cn/docs/14/sql-createeventtrigger.html
2.2.2 创建流程分析
创建触发器其调用函数为CreateEventTrigger，其流程如下：
1）检查用户权限，只有超级用户可以创建。
/** It would be nice to allow database owners or even regular users to do* this, but there are obvious privilege escalation risks which would have* to somehow be plugged first.*/if (!superuser())ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_INSUFFICIENT_PRIVILEGE),errmsg("permission denied to create event trigger \"%s\"",stmt->trigname),errhint("Must be superuser to create an event trigger.")));
2）检查event，只能是特定类型的event。
/* Validate event name. */if (strcmp(stmt->eventname, "ddl_command_start") != 0 &&strcmp(stmt->eventname, "ddl_command_end") != 0 &&strcmp(stmt->eventname, "sql_drop") != 0 &&strcmp(stmt->eventname, "table_rewrite") != 0)ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_SYNTAX_ERROR),errmsg("unrecognized event name \"%s\"",stmt->eventname)));
3）检查过滤的条件，目前仅仅支持tag，关于tag后面会写一篇文章专门去介绍。
/* Validate filter conditions. */foreach(lc, stmt->whenclause){DefElem *def = (DefElem *) lfirst(lc);if (strcmp(def->defname, "tag") == 0){if (tags != NULL)error_duplicate_filter_variable(def->defname);tags = (List *) def->arg;}elseereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_SYNTAX_ERROR),errmsg("unrecognized filter variable \"%s\"", def->defname)));}
4）检查是否存在重名。
/** Give user a nice error message if an event trigger of the same name* already exists.*/tuple = SearchSysCache1(EVENTTRIGGERNAME, CStringGetDatum(stmt->trigname));if (HeapTupleIsValid(tuple))ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_DUPLICATE_OBJECT),errmsg("event trigger \"%s\" already exists",stmt->trigname)));
5）检查触发器函数。
/* Find and validate the trigger function. */funcoid = LookupFuncName(stmt->funcname, 0, fargtypes, false);funcrettype = get_func_rettype(funcoid);if (funcrettype != EVTTRIGGEROID)ereport(ERROR,(errcode(ERRCODE_INVALID_OBJECT_DEFINITION),errmsg("function %s must return type %s",NameListToString(stmt->funcname), "event_trigger")));
6）在pg_event_trigger系统表插入一条记录。
/* Insert catalog entries. */return insert_event_trigger_tuple(stmt->trigname, stmt->eventname,evtowner, funcoid, tags);
3.触发器的执行
3.1 触发器的触发执行
普通触发器的触发是在insert、update、delete等操作的之前或者之后，由于触发器分为两个级别（语句级和行级）所以分别进行分析：
3.1.1 语句级触发器执行
对于语句级的触发，在ExecModifyTable 中调用，其分为before和after：
/** On first call, fire BEFORE STATEMENT triggers before proceeding.*/if (node->fireBSTriggers){fireBSTriggers(node);node->fireBSTriggers = false;}。。。/** We're done, but fire AFTER STATEMENT triggers before exiting.*/fireASTriggers(node);node->mt_done = true;
其中以fireBSTriggers中代码来看，其就是根据类型来执行不同触发器操作：
static void
fireBSTriggers(ModifyTableState *node)
{ModifyTable *plan = (ModifyTable *) node->ps.plan;ResultRelInfo *resultRelInfo = node->resultRelInfo;/** If the node modifies a partitioned table, we must fire its triggers.* Note that in that case, node->resultRelInfo points to the first leaf* partition, not the root table.*/if (node->rootResultRelInfo != NULL)resultRelInfo = node->rootResultRelInfo;switch (node->operation){case CMD_INSERT:ExecBSInsertTriggers(node->ps.state, resultRelInfo);if (plan->onConflictAction == ONCONFLICT_UPDATE)ExecBSUpdateTriggers(node->ps.state,resultRelInfo);break;case CMD_UPDATE:ExecBSUpdateTriggers(node->ps.state, resultRelInfo);break;case CMD_DELETE:ExecBSDeleteTriggers(node->ps.state, resultRelInfo);break;default:elog(ERROR, "unknown operation");break;}
}
继续以插入的执行函数ExecBSInsertTriggers分析流程：
1）获取TriggerDesc（表上所有触发器）信息。
2）遍历TriggerDesc：检查触发器类型是否匹配，检查是否启用，检查通过就调用ExecCallTriggerFunc 执行触发器函数。
3.1.2 行级触发器
对于行级触发器，其和语句级的差异在于调用位置更为底层，针对每一行每一种处理时调用不同函数（底层已经明确知道触发器的类型，无需再有类似fireBSTriggers中类型屈服），如插入的函数ExecInsert中的调用：
3.2 事件触发器的触发执行
事件触发器支持四种事件:
1）ddl_command_start:EventTriggerDDLCommandStart函数，在ddl执行的开始处调用。
2）ddl_command_end:EventTriggerDDLCommandEnd函数，在ddl的执行结束处调用。
3）table_rewrite:EventTriggerTableRewrite函数，在执行 rewrite table 操作之前调用。
4）sql_drop:EventTriggerSQLDrop函数，在 ddl结尾处调用。
下面以其中EventTriggerDDLCommandStart函数为例进行分析：
1）检查是否standalone模式（是的话不可以触发，原因可见注释）和是否postmaster。
/** Event Triggers are completely disabled in standalone mode. There are* (at least) two reasons for this:** 1. A sufficiently broken event trigger might not only render the* database unusable, but prevent disabling itself to fix the situation.* In this scenario, restarting in standalone mode provides an escape* hatch.** 2. BuildEventTriggerCache relies on systable_beginscan_ordered, and* therefore will malfunction if pg_event_trigger's indexes are damaged.* To allow recovery from a damaged index, we need some operating mode* wherein event triggers are disabled. (Or we could implement* heapscan-and-sort logic for that case, but having disaster recovery* scenarios depend on code that's otherwise untested isn't appetizing.)*/if (!IsUnderPostmaster)return;
2）执行EventTriggerCommonSetup：获取函数列表并填充触发器结构信息。
3）遍历执行并清理。
4.触发器的修改
4.1 普通触发器修改
4.1.1 修改语法
ALTER TRIGGER name ON table_name RENAME TO new_name
ALTER TRIGGER name ON table_name DEPENDS ON EXTENSION extension_name
详细说明可见：http://postgres.cn/docs/14/sql-altertrigger.html
4.1.2 修改逻辑
根据创建流程我们知道其创建时对系统表pg_trigger和其依赖的pg_depend进行了修改，那么修改逻辑就是对其中的信息进行名称修改。可见renametrig函数和ExecAlterObjectDependsStmt函数。
4.2 事件触发器的修改
4.2.1 修改语法
ALTER EVENT TRIGGER name DISABLE
ALTER EVENT TRIGGER name ENABLE [ REPLICA | ALWAYS ]
ALTER EVENT TRIGGER name OWNER TO { new_owner | CURRENT_USER | SESSION_USER }
ALTER EVENT TRIGGER name RENAME TO new_name
详细说明可见：http://postgres.cn/docs/14/sql-altereventtrigger.html
4.2.2 修改逻辑
事件触发器在创建流程中对pg_event_trigger系统表进行了增加，其修改也就是对增加的数据进行修改后再次写入，可见函数 AlterEventTrigger。
5.触发器的删除
5.1 触发器删除
5.1.1 删除语法
DROP TRIGGER [ IF EXISTS ] name ON table_name [ CASCADE | RESTRICT ]
详细内容可见：http://postgres.cn/docs/14/sql-droptrigger.html
5.1.2 删除逻辑
删除主要就是删除系统表中的数据，整体分为合法性检查阶段和删除阶段，可见函数RemoveTriggerById。
5.2 事件触发器删除
5.2.1 删除语法
DROP EVENT TRIGGER [ IF EXISTS ] name [ CASCADE | RESTRICT ]
详细说明可见：http://postgres.cn/docs/14/sql-dropeventtrigger.html
5.2.2 删除逻辑
事件触发器是全局的对象，直接使用DropObjectById函数进行删除。