我们分析一下PostgreSQL中显式类型转换是如何实现的，在PostgreSQL中，显式类型转换可以用CAST(x AS typename) 等同于 x::typename。 这里我们以select cast (2 as numeric为例进行分析。
再结合之前对Postgres源码分析——CREATE CAST的分析，基本就弄清了一部分PostgreSQL中数据类型转换问题。当然要完整的理解类型转换还需要完整的理解PostgreSQL中的类型系统，后续还需要我们逐步的深入理解。
源码分析
在分析类型转换前，我们前面分析过CREATE CAST的源码，类型转换实质就是定义个类型转换函数，存储在pg_cast系统表中。
CREATE CAST (source_type AS target_type)
WITH FUNCTION function_name [ (argument_type [, ...]) ]
[ AS ASSIGNMENT | AS IMPLICIT ]
在进行类型转换时会调用这个定义的函数。理解了这个我们再继续分析下面的源码。
主流程
exec_simple_query
--> pg_parse_query // 语法解析，这块不再做说明，前面的很多文章中已经讲的比较多了
--> pg_analyze_and_rewrite
--> parse_analyze
--> transformStmt
--> transformSelectStmt
--> transformTargetList
--> transformTargetEntry
--> transformTypeCast // 将TypeCast节点转为FuncExpr节点，调用函数为类型转换函数
--> typenameTypeIdAndMod // 类型名获取类型oid，访问pg_type系统表
--> exprType // 获取输入表达式的类型oid
--> coerce_to_target_type // 类型转换函数
--> can_coerce_type // 判断能否进行类型转换
--> find_coercion_pathway // 查pg_cast系统表，能否被转换
--> coerce_type // 将表达式转换另一个类型
--> find_coercion_pathway
--> getBaseTypeAndTypmod
--> build_coercion_expression // 构造强制转换表达式节点
--> makeFuncExpr // 构造类型转换函数的调用节点
--> coerce_type_typmod
--> pg_plan_queries // 生成执行计划
--> pg_plan_query
--> standard_planner
--> subquery_planner
--> preprocess_expression // 预处理targetList 的表达式
--> eval_const_expressions // 常量表达式化简
--> simplify_function
--> evaluate_function
--> evaluate_expr
--> ExecEvalExprSwitchContext
--> ExecInterpExpr
--> int4_numeric // 调用最终的类型转换函数
--> create_plan
语法解析方面
这里select cast( 2 as numeric)，构造SelectStmt，cast为target部分，构造ResTarget，再构造TypeCast节点。因为这部分前面的文章中分析的比较多了，这里不再叙述。SelectStmt->ResTarget->TypeCast 语法解析树表示。我们重点看一下TypeCast的定义：
/* TypeCast - a CAST expression */
typedef struct TypeCast
{
NodeTag type;
Node *arg; /* the expression being casted */ // 需要被转换的表达式
TypeName *typeName; /* the target type */ // 转换成什么类型
int location; /* token location, or -1 if unknown */
} TypeCast;
cast类型转换语法表示如下：
c_expr: columnref { $$ = $1; }
| func_expr
{ $$ = $1; }
func_expr:
| func_expr_common_subexpr
{ $$ = $1; }
func_expr_common_subexpr:
| CAST '(' a_expr AS Typename ')'
{ $$ = makeTypeCast($3, $5, @1); }
| EXTRACT '(' extract_list ')'
{
$$ = (Node *) makeFuncCall(SystemFuncName("date_part"), $3, @1);
}
构造TypeCast节点：
static Node *makeTypeCast(Node *arg, TypeName *typename, int location)
{
TypeCast *n = makeNode(TypeCast);
n->arg = arg;
n->typeName = typename;
n->location = location;
return (Node *) n;
}
语义分析阶段
主流程：
exec_simple_query
--> pg_parse_query // 语法解析，这块不再做说明，前面的很多文章中已经讲的比较多了
--> pg_analyze_and_rewrite
--> parse_analyze
--> transformStmt
--> transformSelectStmt
--> transformTargetList
--> transformTargetEntry
--> transformTypeCast
主要是transformTypeCast函数实现，前面的SelectStmt转换为Query， ResTarget转换为TargetEntry，这里的TypeCast转换为
/*
* Handle an explicit CAST construct.
*
* Transform the argument, look up the type name, and apply any necessary
* coercion function(s).
*/
static Node *
transformTypeCast(ParseState *pstate, TypeCast *tc)
{
Node *result;
Node *arg = tc->arg;
Node *expr;
Oid inputType;
Oid targetType;
int32 targetTypmod;
int location;
/* Look up the type name first */
typenameTypeIdAndMod(pstate, tc->typeName, &targetType, &targetTypmod);
/*
* Look through any AEXPR_PAREN nodes that may have been inserted thanks
* to operator_precedence_warning. Otherwise, ARRAY[]::foo[] behaves
* differently from (ARRAY[])::foo[].
*/
while (arg && IsA(arg, A_Expr) &&
((A_Expr *) arg)->kind == AEXPR_PAREN)
arg = ((A_Expr *) arg)->lexpr;
/*
* If the subject of the typecast is an ARRAY[] construct and the target
* type is an array type, we invoke transformArrayExpr() directly so that
* we can pass down the type information. This avoids some cases where
* transformArrayExpr() might not infer the correct type. Otherwise, just
* transform the argument normally.
*/
if (IsA(arg, A_ArrayExpr))
{
Oid targetBaseType;
int32 targetBaseTypmod;
Oid elementType;
/*
* If target is a domain over array, work with the base array type
* here. Below, we'll cast the array type to the domain. In the
* usual case that the target is not a domain, the remaining steps
* will be a no-op.
*/
targetBaseTypmod = targetTypmod;
targetBaseType = getBaseTypeAndTypmod(targetType, &targetBaseTypmod);
elementType = get_element_type(targetBaseType);
if (OidIsValid(elementType))
{
expr = transformArrayExpr(pstate,
(A_ArrayExpr *) arg,
targetBaseType,
elementType,
targetBaseTypmod);
}
else
expr = transformExprRecurse(pstate, arg);
}
else
expr = transformExprRecurse(pstate, arg);
inputType = exprType(expr);
if (inputType == InvalidOid)
return expr; /* do nothing if NULL input */
/*
* Location of the coercion is preferentially the location of the :: or
* CAST symbol, but if there is none then use the location of the type
* name (this can happen in TypeName 'string' syntax, for instance).
*/
location = tc->location;
if (location < 0)
location = tc->typeName->location;
result = coerce_to_target_type(pstate, expr, inputType,
targetType, targetTypmod,
COERCION_EXPLICIT,
COERCE_EXPLICIT_CAST,
location);
if (result == NULL)
ereport(ERROR,
(errcode(ERRCODE_CANNOT_COERCE),
errmsg("cannot cast type %s to %s",
format_type_be(inputType),
format_type_be(targetType)),
parser_coercion_errposition(pstate, location, expr)));
return result;
}
在这里，需要额外将一个系统表pg_cast，存储数据类型转换路径，包括内建的和用户自定义的类型。用户通过CREATE CAST创建的类型转换也存储在pg_cast系统表中。
- oid oid ： 行标识符
- castsource oid (references pg_type.oid) ： 源数据类型的OID
- casttarget oid (references pg_type.oid) ： 目标数据类型的OID
- castfunc oid (references pg_proc.oid) ： 执行该转换的函数的OID。如果该转换方法不需要一个函数则存储0。
- castcontext char ： 指示该转换能被调用的环境。 e表示仅能作为一个显式转换（使用CAST或::语法）。 a表示在赋值给目标列时隐式调用， 和显式调用一样。 i表示在表达式中隐式调用，和其他转换一样。
- castmethod char ： 指示转换如何被执行。 f表明使用castfunc中指定的函数。 i表明使用输入/输出函数。 b表明该类型是二进制可转换的，因此不需要转换。
-- 查一下 int转numeric pg_cast中存在类型转换， 查pg_proc,转换函数为numeric
postgres@postgres=# select pg_cast.*,pg_proc.proname,pg_proc.pronamespace from pg_cast,pg_proc where pg_cast.castsource=23 and pg_cast.casttarget=1700 and pg_cast.castfunc = pg_proc.oid;
oid | castsource | casttarget | castfunc | castcontext | castmethod | proname | pronamespace
-------+------------+------------+----------+-------------+------------+---------+--------------
11337 | 23 | 1700 | 1740 | i | f | numeric | 11
(1 row)
执行
在逻辑优化阶段，因为复合常量表达式化简，在这个阶段就调用了类型转换函数，返回常量值，到执行器时，仅仅是将常量值返回。
最终会调用int4_numeric转换函数完成类型转换。
--> pg_plan_queries // 生成执行计划
--> pg_plan_query
--> standard_planner
--> subquery_planner
--> preprocess_expression // 预处理targetList 的表达式
--> eval_const_expressions // 常量表达式化简
--> simplify_function
--> evaluate_function
--> evaluate_expr
--> ExecEvalExprSwitchContext
--> ExecInterpExpr
--> int4_numeric // 调用最终的类型转换函数
--> create_plan
/* ----------------------------------------------------------------------
*
* Type conversion functions
*
* ----------------------------------------------------------------------*/
Datum int4_numeric(PG_FUNCTION_ARGS)
{
int32 val = PG_GETARG_INT32(0);
Numeric res;
NumericVar result;
init_var(&result);
int64_to_numericvar((int64) val, &result);
res = make_result(&result);
free_var(&result);
PG_RETURN_NUMERIC(res);
}
其他的类型转换与之类似，只是部分细节不同。
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