逻辑复制适配sqlserver模式分区表问题分析


难度 中等

问题原因:逻辑复制同步DDL在sqlserver模式下不支持分区表同步,根本原因为分区表创建依赖于Partition Function 、Partition Scheme,但这两个语句不走PG标准的执行流程(ProcessUtility),无法被捕获。

解决方案:需要对分区表的ddl语句进行特殊处理和适配。

sqlserver创建分区表的流程

  1. 创建 Partition Function
  2. 创建 Partition Scheme
  3. 创建分区表

1. 创建 Partition Function

CREATE PARTITION FUNCTION pf_range(INT)
AS RANGE LEFT FOR VALUES (100, 200, 300);
  • RANGE LEFT:边界值归属左侧分区
  • RANGE RIGHT:边界值归属右侧分区
  • 定义的是逻辑分区规则,不涉及存储

2. 创建 Partition Scheme

CREATE PARTITION SCHEME ps_range
AS PARTITION pf_range ALL TO ([PRIMARY]);
  • 将 Partition Function 映射到具体的文件组(filegroup)
  • ALL TO ([PRIMARY]) 表示所有分区都在同一个文件组
  • 也可以指定不同的文件组实现物理隔离

3. 创建分区表

CREATE TABLE dbo.orders (
    order_id INT NOT NULL,
    order_date DATE NOT NULL,
    amount DECIMAL(10, 2)
) ON ps_range(order_id);
  • ON ps_range(order_id) 指定分区方案和分区键
  • 表的物理存储由 Partition Scheme 决定

SQL Server 与 PostgreSQL 分区表对比

维度 SQL Server PostgreSQL
分区定义方式 Partition Function + Partition Scheme + 表 ON scheme 声明式分区(PARTITION BY)
分区函数 独立的数据库对象 无独立对象,内嵌在表定义中
分区方案 独立的数据库对象,映射到 filegroup 无独立对象,分区直接绑定到表
分区键 在表定义时通过 ON scheme(key) 指定 CREATE TABLE 时通过 PARTITION BY RANGE/LIST/HASH(key) 指定
分区维护 ALTER TABLE ... ADD/DROP/SPLIT/MERGE PARTITION CREATE TABLE ... PARTITION OF / ALTER TABLE ... DETACH PARTITION
存储映射 filegroup tablespace

SQL Server 分区模型

Partition Function (逻辑规则)
    ↓
Partition Scheme (映射到 filegroup)
    ↓
Table ON scheme(key) (物理表)

PostgreSQL 分区模型

Parent Table PARTITION BY RANGE/LIST/HASH (key)
    ↓
Child Table PARTITION OF parent FOR VALUES FROM ... TO ...

babelfish插件如何创建分区表

Babelfish 对 SQL Server 分区语法的支持通过三层架构实现:

第一层:ANTLR 语法解析(TSqlParser.g4

T-SQL 的分区语法在 ANTLR 语法文件中定义为独立的语法规则:

create_partition_function
    : CREATE PARTITION FUNCTION name(data_type) AS RANGE (LEFT|RIGHT) FOR VALUES(expr_list)

create_partition_scheme
    : CREATE PARTITION SCHEME name AS PARTITION func_name ALL? TO(filegroup_list)

drop_partition_function  /  drop_partition_scheme
alter_partition_function /  alter_partition_scheme

这些规则在 ddl_statement 中注册,是 T-SQL 特有的语法,不对应 PostgreSQL 的任何标准 DDL 节点类型

第二层:AST 构建(tsqlIface.cpp

ANTLR 解析后,tsqlIface.cpp 将这些语法节点转换为 Babelfish 自定义的语句类型:

// tsqlIface.cpp:2183-2197
if (ctx->create_partition_function())
    stmt = makeCreatePartitionFunction(ctx->create_partition_function());
else if (ctx->create_partition_scheme())
    stmt = makeCreatePartitionScheme(ctx->create_partition_scheme());

这些语句的类型是 PLTSQL_STMT_PARTITION_FUNCTIONPLTSQL_STMT_PARTITION_SCHEME(定义在 pltsql.h:210-211),不是 PostgreSQL 标准的 PlannedStmt 节点

关键细节:在 exitDdl_statement() 中(tsqlIface.cpp:2228-2232),分区函数/方案被特殊处理:

if (ctx->create_partition_function() || ctx->drop_partition_function()
     || ctx->create_partition_scheme() || ctx->drop_partition_scheme())
{
    return;  // 不设置 stmt->is_ddl = true,提前返回
}

这意味着它们不会被标记为 DDL,也不会走标准的 DDL 处理路径。

第三层:PL/TSQL 执行器(iterative_exec.cpl_exec-2.c

语句被交给 PL/TSQL 执行器执行,而非 ProcessUtility()

// iterative_exec.c:830-847
case PLTSQL_STMT_PARTITION_FUNCTION:
    exec_stmt_partition_function(estate, (PLtsql_stmt_partition_function *) stmt);
    break;
case PLTSQL_STMT_PARTITION_SCHEME:
    exec_stmt_partition_scheme(estate, (PLtsql_stmt_partition_scheme *) stmt);
    break;

CREATE PARTITION FUNCTION 执行流程(pl_exec-2.c:4349

  1. 检查用户权限(check_create_or_drop_permission_for_partition_specifier
  2. 验证分区函数名不重复(partition_function_exists
  3. 解析数据类型、排序规则
  4. 将边界值转换为 sql_variant 数组
  5. **写入系统表 sys.babelfish_partition_function**(add_entry_to_bbf_partition_function

CREATE PARTITION SCHEME 执行流程(pl_exec-2.c:4626

  1. 检查分区方案名不重复
  2. 验证关联的 Partition Function 存在
  3. **写入系统表 sys.babelfish_partition_scheme**(add_entry_to_bbf_partition_scheme

创建分区表时的实际分区构建(pltsql_partition.c

当执行 CREATE TABLE ... ON scheme(key) 时,Babelfish 调用 bbf_create_partition_tables() 函数:

CREATE TABLE ... ON scheme(key)
    → bbf_ProcessUtility() 识别到 CREATE TABLE 带 partitionspec
        → bbf_create_partition_tables(stmt)
            → 从 sys.babelfish_partition_function 读取分区元数据
            → 从 sys.babelfish_partition_scheme 读取映射关系
            → 临时切换 sql_dialect = 'postgres'
            → 构造 PG 的 "CREATE TABLE ... PARTITION OF ..." 语句
            → standard_ProcessUtility() 执行
            → 循环创建每个分区(分区名: {hash}_partition_N)
            → 写入 sys.babelfish_partition_depend 跟踪依赖

关键实现细节:

  • 分区名自动生成:基于表名的 MD5 hash + 分区序号({hash}_partition_0, {hash}_partition_1, …)
  • 第一个分区使用 DEFAULT 边界容纳 NULL 值
  • 最后一个分区使用 MAXVALUE 作为上界
  • 数据类型验证:分区列类型必须与 Partition Function 定义的参数类型一致

当前支持情况汇总

语法 支持情况 说明
CREATE PARTITION FUNCTION 支持 元数据存储在 sys.babelfish_partition_function
CREATE PARTITION SCHEME 支持 元数据存储在 sys.babelfish_partition_scheme
DROP PARTITION FUNCTION 支持 需要无依赖(无关联的 scheme)才能删除
DROP PARTITION SCHEME 支持 需要无依赖(无关联的表)才能删除
CREATE TABLE ... ON scheme(key) 支持 自动创建 PG 分区表,分区名自动生成
ALTER TABLE ... SPLIT PARTITION 不支持 PG 无直接等价操作,需 DETACH + 重建
ALTER TABLE ... MERGE PARTITION 不支持 PG 无直接等价操作
直接重命名/修改分区 限制 非超级用户禁止直接操作子分区

ddl捕获分区表

能捕获的内容

  • 创建分区表的语句CREATE TABLE ... ON scheme(key) 可以被 DDL 捕获框架识别
    • 捕获到的是经过 Babelfish 转换后的 PG 语法树(带 partspecCreateStmt
    • 分区规则信息存在于 partspec 节点中
  • 分区表的 ALTER TABLE ADD/DROP COLUMN 等普通结构变更

无法捕获的内容

  • Partition FunctionCREATE PARTITION FUNCTION 无法被捕获
  • Partition SchemeCREATE PARTITION SCHEME 无法被捕获

为什么 Partition Function 和 Partition Scheme 无法捕获

根本原因:分区函数和分区 scheme 完全不走 ProcessUtility() 执行路径。

详细分析

PostgreSQL 的 DDL 捕获机制依赖 ProcessUtility_hook

标准 DDL 执行流程:
  ANTLR 解析 → 转换为 PG PlannedStmt
    → ProcessUtility()
      → CapturePublicationSyncDDL()   ← DDL 捕获点
      → bbf_ProcessUtility()           ← Babelfish hook
      → standard_ProcessUtility()      ← 实际执行

但 Partition Function 和 Partition Scheme 走的是完全不同的路径:

CREATE PARTITION FUNCTION/Scheme 执行流程:
  ANTLR 解析 (TSqlParser.g4)
    → tsqlIface.cpp 转换为 PLTSQL_STMT_PARTITION_*
      → PL/TSQL 执行器 (iterative_exec.c)
        → exec_stmt_partition_function/scheme (pl_exec-2.c)
          → 直接写入系统表 (catalog.c)
            ← 全程不经过 ProcessUtility()

关键代码

  1. tsqlIface.cpp:2228-2232exitDdl_statement() 对分区语句提前返回,不设置 is_ddl 标记:

    if (ctx->create_partition_function() || ctx->drop_partition_function()
         || ctx->create_partition_scheme() || ctx->drop_partition_scheme())
    {
        return;  // 不设置 stmt->is_ddl,后续流程不会将其作为 DDL 处理
    }
  2. pltsql.h:210-211 — 语句类型为独立的 PLTSQL_STMT_PARTITION_FUNCTIONPLTSQL_STMT_PARTITION_SCHEME,不属于 PG 标准的 T_CreateStmt 等节点类型。

  3. iterative_exec.c:830-847 — 由 PL/TSQL 执行器直接调用 exec_stmt_partition_function/scheme,不经过 ProcessUtility()

  4. pl_exec-2.cexec_stmt_partition_function() 直接操作目录表(add_entry_to_bbf_partition_function),不生成 PlannedStmt

影响

  1. 发布端创建了完整的分区表结构,但订阅端只收到表创建语句,没有分区规则
  2. 订阅端的表变成普通表,而非分区表
  3. 后续的分区维护操作也无法同步

DDL 同步对分区表的适用性

操作 能否捕获 能否同步 备注
CREATE PARTITION FUNCTION 不能 不能 PL/TSQL 执行器直接写目录,不经过 ProcessUtility
CREATE PARTITION SCHEME 不能 不能 同上
DROP PARTITION FUNCTION 不能 不能 同上
DROP PARTITION SCHEME 不能 不能 同上
CREATE TABLE ... ON scheme(key) 部分 捕获到建表语句,但分区规则依赖 Function/Scheme 元数据
ALTER TABLE ... ADD/DROP COLUMN 普通 DDL,正常捕获
ALTER TABLE ... SPLIT/MERGE PARTITION 不适用 不支持 Babelfish 不支持此语法

结论

问题原因

逻辑复制同步DDL在sqlserver模式下不支持分区表同步,根本原因为分区表创建依赖于Partition Function 、Partition Scheme,但这两个语句不走PG标准的执行流程(ProcessUtility),无法被捕获。

解决方案

需要对分区表的ddl语句进行特殊处理和适配。


文章作者: growdu
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