PostgreSQL 是一款强大的开源关系型数据库管理系统，具备高度的可定制性，使其在各个领域中得以广泛应用。其中，Hook 技术作为 PostgreSQL 的一个关键特性，为开发者提供了在数据库内部添加自定义代码的能力，从而实现对数据库行为的定制化控制。本文将深入介绍 PostgreSQL 的 Hook 技术，解释其原理以及如何在实际项目中利用这一特性。
一. 什么是 Hook 技术？
Hook 技术，又称为钩子技术，是一种在软件中预留的、可由开发者自定义的扩展点。在 PostgreSQL 中，Hook 技术允许开发者在数据库内部的关键操作点插入自己的代码，从而干预或扩展数据库的行为。这种能力赋予了开发者强大的灵活性，可以根据特定需求对数据库进行定制化的修改，无需修改 PostgreSQL 的核心代码。
二. Hook 技术的原理
PostgreSQL 的核心代码中包含了一些特定的钩子点，这些钩子点会在数据库执行关键操作时被调用，而开发者可以通过编写钩子函数并注册到相应的钩子点上，从而在操作发生时执行自定义的逻辑。这种机制实际上是一种发布-订阅模式，使得开发者能够监听并响应数据库内部的事件。
PostgreSQL 数据库的HOOK技术，结合 PostgreSQL 数据库的 _PG_init 与 _PG_fini 两个初始化函数（加载 `.so`文件时自动加载 _PG_init，退出会话时自动加载 _PG_fini），使得用户可以在不修改内核源码的情况下，使用HOOK来实现一些数据库的功能扩展。比如实现改写SQL执行计划，统计采样，防止暴力破解，输出超时SQL的执行计划等等。
实际上，HOOK(钩子)就是一个`static`的函数指针，然后进行函数回调。其工作原理如下：
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- 每一个钩子是由一个全局的函数指针构成的。服务端进行初始化时其为 NULL，当数据库要调用的时候，首先会检测它是否为 NULL，不是，则优先调用该回调函数，否则执行标准函数。
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设置函数指针：当数据库载入共享库时，首先会将其载入到内存中，然后执行一个函数调用_PG_init。这个函数存在大多数共享库中是有效的。所以可以通过这个函数来加载我们自己的hook。
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取消函数指针设置：当数据库需要卸载其共享库时，会调用函数 _PG_fini() 。我们可以再此进行设置函数指针为NULL，这样就取消设置了。
虽然功能十分强大，可以让我们有机会切入到 PostgreSQL 的内部运行机制中，完成自定义的控制登录过程、查看系统状态、收集数据库活动的统计信息，甚至控制数据库中特定活动的执行等。但是如果消有不慎可能造成数据库系统失常乃至崩溃。
三. 常见的 Hook 技术应用场景
- 查询优化与跟踪： 通过在查询执行的钩子点上添加自定义代码，开发者可以监控查询的执行情况，收集性能指标，并根据需求调整查询计划以优化数据库性能。
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安全审计与监控： 利用 Hook 技术，开发者可以捕获数据库的安全事件，如登录、数据变更等，实现安全审计和监控功能，从而及时发现异常行为。
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数据约束与验证： 通过在数据插入或更新的钩子点上添加代码，开发者可以对数据进行额外的验证和约束，确保数据的一致性和完整性。
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自定义日志记录： 钩子技术还可以用于自定义日志记录，开发者可以根据需要在数据库操作前后插入日志记录，用于故障排查和分析。
以下列举一些比较常见的hook
| Hook | 初始版本 | 说明 |
| check_password_hook | 9.0 | 处理用户密码时调用的hook，可以对用户的密码进行限制，增加密码的规范。 |
| ClientAuthentication_hook | 9.1 | 处理连接时调用的hook，可以对连接进行管理。 |
| ExecutorStart_hook | 8.4 | 处理查询执行开始时调用的hook |
| ExecutorRun_hook | 8.4 | 处理查询执行时调用的hook |
| ExecutorFinish_hook | 8.4 | 处理查询结束时调用的hook |
| ExecutorEnd_hook | 8.4 | 处理查询完成后调用的hook |
| ExecutorCheckPerms_hook | 9.1 | 处理访问权限时调用的hook |
| ProcessUtility_hook | 9.0 | 通用hook，可以处理很多的过程 |
四. 在 PostgreSQL 中使用 Hook 技术的步骤
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编写钩子函数： 钩子函数是开发者自定义的逻辑代码，用于在特定事件发生时执行。例如，可以编写一个钩子函数来监控查询的执行时间。
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注册钩子函数： 使用 PostgreSQL 提供的接口将编写好的钩子函数注册到指定的钩子点上。这样，当对应的事件发生时，注册的钩子函数将被调用。
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定义钩子点： 钩子点是 PostgreSQL 内部的特定事件触发点，开发者无法直接定义新的钩子点，而是利用现有的钩子点来实现定制化。
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测试与部署： 在开发阶段，确保钩子函数的逻辑正确并且符合预期。然后，在实际项目中部署这些钩子函数，确保它们能够按照预期进行工作。
后续博文中会基于hook技术，详细介绍如何在postgreSQL中开发插件。
五. 总结
PostgreSQL 的 Hook 技术为开发者提供了强大的定制化数据库行为的能力，允许在关键操作点插入自定义代码。通过利用 Hook 技术，开发者可以实现查询优化、安全审计、数据约束等多种功能，从而更好地满足项目的需求。然而，开发者在使用 Hook 技术时需要注意合理使用，避免影响数据库的性能和稳定性。在实际项目中，结合具体业务场景，充分发挥 PostgreSQL 的 Hook 技术，将为项目的成功实施带来巨大的帮助。通过深入学习和应用 Hook 技术，开发者可以更好地满足数据库定制化需求，提升系统的可用性和灵活性。
