定义

PG虽然是C语言，但是其代码实现包含很多面向对象的思想，主要包含：

• 继承：通过将一个结构体（作为基类）放到另一个结构体（作为子类）的第一个字段，从而实现继承。
• 方法：通过在结构体中定义函数指针类型的字段，从而实现属性和方法的绑定
• 接口类：将一系列函数指针封装为一个结构体，该结构体只有方法没有属性，就是接口类（类似C++纯虚类）

方案分析

经过前期分析，我们基于社区PG14版本，整理出社区关于TableAM的特性修改集中在26个提交，涉及文件修改286处，新增代码10012行，删除代码5939行。主要涉及的改动如下：

• 对一些核心的数据结构进行了抽象和优化：将其调整为与具体存储引擎无关的基类，并将原有关于Heap表的对应结构修改为这些基类的子类，主要包括：
  • TupleTableSlot：在内存中存放tuple的容器类。该结构体在TeleDBX中已经存在，TableAM对其进行重新定义，包括：
    • 将一些通用的字段保留在结构体中，将TupleTableSlot变成1个基类
    • 在TupleTableSlot上派生出BufferHeapTupleTableSlot、HeapTupleTableSlot、MinimalTupleTableSlot和VirtualTupleTableSlot四种子类，分别对应4种tuple的管理方式
    • 对TupleTableSlot相关的一系列函数抽象为TupleTableSlotOps接口类，作为属性绑定到TupleTableSlot类
    • 对heap表的一系列slot相关操作进行二次封装，将其定义为4个全局的接口对象，对应4种TupleTableSlot子类
  • TableScanDesc：描述顺序扫描的类。该结构体是新增的，改动包括：
    • 抽象了TableScanDesc类型用于描述顺序扫描
    • 将HeapScanDesc中一些字段放入TableScanDesc，然后将HeapScanDesc实现为其子类
  • ParallelTableScanDesc & ParallelBlockTableScanWorker：描述并行扫描的类，该结构体为新增，改动包括：
    • 将ParallelHeapScanDesc拆分抽象为ParallelTableScanDesc和ParallelBlockTableScanWorker
  • IndexFetchTableData：描述索引扫描的类，该结构体是新增的，改动包括：
    • 在IndexScanDescData对象中增加了IndexFetchTableData类型的属性xs_heapfetch
    • 基于IndexFetchTableData对象在TableAmRoutine中封装了一系列索引扫描的方法
• 引入了TableAmRoutine这个接口类作为自定义存储引擎的接口，其包含了一系列接口，主要包括：
  • 对应TupleTableSlot对象的TupleTableSlotOps接口类
  • 顺序扫描方法
  • 并行扫描方法
  • 索引扫描方法
  • 元组读相关方法
  • 元组写相关方法
  • DDL相关方法
  • Planner相关方法
  • Executor相关方法
  • 其它方法
• 将现有heap表作为一种存储引擎，适配到TableAM
  • 将一些核心的类封装为TableAM类的子类
  • 将一些核心的方法封装为TableAM类的方法
• 将执行器中与存储引擎的对接代码从heap接口转换为TableAM虚函数
• 元数据修改
  • pg_type新增类型：table_am_handler
  • pg_proc新增函数：heap_tableam_handler、table_am_handler_in、table_am_handler_out
  • pg_class一些系统表的relam字段值变更为PGHEAPAM
• 语法及功能
  • 扩展CREATE ACCESS METHOD语法，在IndexAM基础上支持TableAM
  • CREATE TABLE增加table_access_method_clause，指定TableAM
• 其它修改
  • 要通过ObjectAddress建立Reletion和其AccessMethod对象的依赖关系
  • 新增了default_table_access_method参数指定默认的TableAccessMethod
  • 修改\d表结构的描述信息，增加TableAccessMethod相关描述信息（可选）

除了上诉修改，在合入过程中还有几个需要考虑的点：

• PG14相对TeleDB for Xscale的基线版本PG10有很多新增特性
• TeleDB for Xscale作为分布式数据库，和PG也会有大量不同的地方

而TableAM作为从代码层面进行的优化，涉及大量接口的新增、删除和调整，必然会存在不兼容的地方，导致无法直接合入社区patch，只能在理解patch的基础上将其适配到TeleDB for Xscale内核，过程中要基于如下原则：

• 结构体要保持完全兼容，必要情况下可以增加字段
• 方法的参数保持完全兼容，必要情况下可以增加参数

具体到执行阶段，有两种策略：

• 基于社区commit，逐个合入并进行测试验证
• 直接基于社区最新代码，通过对比进行整体合入，最后整体测试验证

最后综合考虑工作量和可执行路径，我们选择了后者，理由如下：

• 社区很多commit也处于中间状态，会有方案来回调整的情况，挨个commit合入等于重复这些方案调整的过程，工作量巨大
• 由于TeleDB for Xscale相对于社区PG，在内核层面已经进行了大量修改，很多commit都需要进行人工修改适配，而带个commit进行这种适配无疑会进一步增加工作量

总结

目前TeleDB for Xscale已经完成了TableAM框架的引入工作，并在此基础上引入了原地更新引擎和列存引擎等多个存储引擎。