PgSQL技术内幕 - case when表达式实现机制

PgSQL技术内幕 - case when表达式实现机制

CASE表达式如同 C语言中的if/else语句一样，为SQL添加了条件逻辑处理能力，可以根据不同条件返回不同结果。PgSQL支持两种语法：简单表达式和搜索表达式。

1、搜索表达式

语法如下：

CASE WHEN condition THEN result
     [WHEN ...]
     [ELSE result]
END

表达式计算过程：

按照顺序依次计算WHEN子句的条件表达式：condition1,condition2...，当遇到结果为真的分支就返回相应的THEN结果；若不为真，则继续下一个WHEN条件计算；若所有WHEN都不为真，则返回ELSE默认值；当没有指定ELSE时，就返回NULL。

2、简单表达式

语法如下：

CASE expression
    WHEN value THEN result
    [WHEN ...]
    [ELSE result]
END

表达式计算过程：

首先计算表达式testexpr的值，然后依次与WHEN中值：value1,value2...进行比较，遇到匹配的就返回THEN对应的结果；如果没有匹配则继续下一个WHEN值比较；若所有WHEN都不匹配则返回ELSE的默认值；如果没有指定ELSE则返回NULL。

3、搜索表达式实现机制

3.1 结构体

3.2 搜索表达式的实现机制

首先生成表达式计算步骤：ExecInitExprRec函数的T_CaseExpr分支。大致分为2大部分：

1）所有when的表达式caseExpr->args。首先通过ExecInitExprRec初始化when->expr的表达式计算步骤；然后添加EEOP_JUMP_IF_NOT_TRUE步骤，当when->expr表达式步骤计算为false时需要跳到下一个when，后面的state->steps[whenstep].d.jump.jumpdone = state->steps即为跳转位置；接着ExecInitExprRec初始化THEN的表达式（when->result）计算步骤；最后通过EEOP_JUMP跳到case的结束位置，它的结束位置需要计算完ELSE表达式后进行调整。

2）所有when表达式计算步骤生成后，需要对ELSE表达式进行初始化，即调用ExecInitExprRec对caseExpr->defresult生成计算步骤；最后调整EEOP_JUMP的跳转位置

3.3 简单表达式的实现机制

和搜索表达式不同，需要对CASE的表达式生成计算步骤，即caseExpr->arg的步骤；当该表达式结果类型为变长类型时，需要添加EEOP_MAKE_READONLY步骤进行结果值拷贝。

当没有ELSE时怎么办？

transformCaseExpr
  ...
  defresult = (Node *) c->defresult;
  if (defresult == NULL)
  {
    A_Const    *n = makeNode(A_Const);

    n->val.type = T_Null;
    n->location = -1;
    defresult = (Node *) n;
  }
  newc->defresult = (Expr *) transformExprRecurse(pstate, defresult);
  ...

也就是会添加一个const节点表示NULL，caseExpr->defresult总是有值。

参考

https://www.postgresql.org/docs/12/functions-conditional.html