定義

PG雖然是C語言，但是其代碼實現包含很多面向對象的思想，主要包含：

• 繼承：通過將一個結構體（作為基類）放到另一個結構體（作為子類）的第一個字段，從而實現繼承。
• 方法：通過在結構體中定義函數指針類型的字段，從而實現屬性和方法的綁定
• 接口類：將一系列函數指針封裝為一個結構體，該結構體只有方法沒有屬性，就是接口類（類似C++純虛類）

方案分析

經過前期分析，我們基于社區PG14版本，整理出社區關于TableAM的特性修改集中在26個提交，涉及文件修改286處，新增代碼10012行，刪除代碼5939行。主要涉及的改動如下：

• 對一些核心的數據結構進行了抽象和優化：將其調整為與具體存儲引擎無關的基類，并將原有關于Heap表的對應結構修改為這些基類的子類，主要包括：
  • TupleTableSlot：在內存中存放tuple的容器類。該結構體在TeleDBX中已經存在，TableAM對其進行重新定義，包括：
    • 將一些通用的字段保留在結構體中，將TupleTableSlot變成1個基類
    • 在TupleTableSlot上派生出BufferHeapTupleTableSlot、HeapTupleTableSlot、MinimalTupleTableSlot和VirtualTupleTableSlot四種子類，分別對應4種tuple的管理方式
    • 對TupleTableSlot相關的一系列函數抽象為TupleTableSlotOps接口類，作為屬性綁定到TupleTableSlot類
    • 對heap表的一系列slot相關操作進行二次封裝，將其定義為4個全局的接口對象，對應4種TupleTableSlot子類
  • TableScanDesc：描述順序掃描的類。該結構體是新增的，改動包括：
    • 抽象了TableScanDesc類型用于描述順序掃描
    • 將HeapScanDesc中一些字段放入TableScanDesc，然后將HeapScanDesc實現為其子類
  • ParallelTableScanDesc & ParallelBlockTableScanWorker：描述并行掃描的類，該結構體為新增，改動包括：
    • 將ParallelHeapScanDesc拆分抽象為ParallelTableScanDesc和ParallelBlockTableScanWorker
  • IndexFetchTableData：描述索引掃描的類，該結構體是新增的，改動包括：
    • 在IndexScanDescData對象中增加了IndexFetchTableData類型的屬性xs_heapfetch
    • 基于IndexFetchTableData對象在TableAmRoutine中封裝了一系列索引掃描的方法
• 引入了TableAmRoutine這個接口類作為自定義存儲引擎的接口，其包含了一系列接口，主要包括：
  • 對應TupleTableSlot對象的TupleTableSlotOps接口類
  • 順序掃描方法
  • 并行掃描方法
  • 索引掃描方法
  • 元組讀相關方法
  • 元組寫相關方法
  • DDL相關方法
  • Planner相關方法
  • Executor相關方法
  • 其它方法
• 將現有heap表作為一種存儲引擎，適配到TableAM
  • 將一些核心的類封裝為TableAM類的子類
  • 將一些核心的方法封裝為TableAM類的方法
• 將執行器中與存儲引擎的對接代碼從heap接口轉換為TableAM虛函數
• 元數據修改
  • pg_type新增類型：table_am_handler
  • pg_proc新增函數：heap_tableam_handler、table_am_handler_in、table_am_handler_out
  • pg_class一些系統表的relam字段值變更為PGHEAPAM
• 語法及功能
  • 擴展CREATE ACCESS METHOD語法，在IndexAM基礎上支持TableAM
  • CREATE TABLE增加table_access_method_clause，指定TableAM
• 其它修改
  • 要通過ObjectAddress建立Reletion和其AccessMethod對象的依賴關系
  • 新增了default_table_access_method參數指定默認的TableAccessMethod
  • 修改\d表結構的描述信息，增加TableAccessMethod相關描述信息（可選）

除了上訴修改，在合入過程中還有幾個需要考慮的點：

• PG14相對TeleDB for Xscale的基線版本PG10有很多新增特性
• TeleDB for Xscale作為分布式數據庫，和PG也會有大量不同的地方

而TableAM作為從代碼層面進行的優化，涉及大量接口的新增、刪除和調整，必然會存在不兼容的地方，導致無法直接合入社區patch，只能在理解patch的基礎上將其適配到TeleDB for Xscale內核，過程中要基于如下原則：

• 結構體要保持完全兼容，必要情況下可以增加字段
• 方法的參數保持完全兼容，必要情況下可以增加參數

具體到執行階段，有兩種策略：

• 基于社區commit，逐個合入并進行測試驗證
• 直接基于社區最新代碼，通過對比進行整體合入，最后整體測試驗證

最后綜合考慮工作量和可執行路徑，我們選擇了后者，理由如下：

• 社區很多commit也處于中間狀態，會有方案來回調整的情況，挨個commit合入等于重復這些方案調整的過程，工作量巨大
• 由于TeleDB for Xscale相對于社區PG，在內核層面已經進行了大量修改，很多commit都需要進行人工修改適配，而帶個commit進行這種適配無疑會進一步增加工作量

總結

目前TeleDB for Xscale已經完成了TableAM框架的引入工作，并在此基礎上引入了原地更新引擎和列存引擎等多個存儲引擎。