PG数据库之触发器详解

1. 触发器的基本概念

在PostgreSQL数据库中，触发器（Trigger）是一种特殊类型的数据库对象，它可以在特定的数据库事件发生时自动执行预定义的操作。这些事件可以是插入（INSERT）、更新（UPDATE）或删除（DELETE）表中的数据行。触发器通常用于强制复杂的业务规则、审计更改、同步复制数据到其他表或文件、以及提供复杂的引用完整性等。

2. 触发器的类型

PostgreSQL支持多种类型的触发器，以满足不同的需求。这些类型主要基于触发器的触发时机、作用范围以及触发事件。

2.1 触发时机

BEFORE触发器：在检查约束和执行实际的数据更改之前触发。
AFTER触发器：在数据更改之后触发。
INSTEAD OF触发器：用于视图，替代标准的数据库操作。当尝试在视图上执行INSERT、UPDATE或DELETE操作时，INSTEAD OF触发器会执行预定义的替代操作。

2.2 作用范围

行级触发器（Row-Level Trigger）：对DML语句影响的每一行触发一次。这意味着如果一条DML语句影响了多行数据，触发器函数将为每一行分别执行一次。
语句级触发器（Statement-Level Trigger）：对每个DML语句触发一次，不考虑影响的行数。即使一条DML语句影响了多行数据，触发器函数也只会执行一次。

2.3 触发事件

INSERT：向表中插入行时触发。
UPDATE：更新表中行时触发。
DELETE：从表中删除行时触发。
TRUNCATE：截断表时触发。
DDL事件：从PostgreSQL 9.3版本开始，还支持事件触发器（Event Trigger），用于处理DDL（数据定义语言）事件，如CREATE、ALTER和DROP操作。

3. 触发器的创建

在PostgreSQL中，创建触发器需要使用CREATE TRIGGER语句。创建触发器之前，必须定义触发器使用的函数。这个函数不能有任何参数，其返回值的类型必须是trigger。

3.1 触发器函数的创建

触发器函数是一个特殊的函数，它会在触发器被触发时执行。触发器函数必须返回一个trigger类型的值。在PostgreSQL中，可以使用PL/pgSQL（PostgreSQL的过程语言）来编写触发器函数。

示例：

CREATE OR REPLACE FUNCTION auditlogfunc()
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
    INSERT INTO AUDIT(EMP_ID, ENTRY_DATE) VALUES (NEW.ID, current_timestamp);
    RETURN NEW;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

在这个例子中，auditlogfunc是一个触发器函数，它会在触发器被触发时执行。当触发器被触发时，它会在AUDIT表中插入一条日志记录，其中EMP_ID字段的值来自被触发操作的NEW.ID，ENTRY_DATE字段的值是当前时间戳。

3.2 触发器的创建

使用CREATE TRIGGER语句来创建触发器，并将触发器函数绑定到特定的表或视图上。

示例：

CREATE TRIGGER example_trigger
AFTER INSERT ON COMPANY
FOR EACH ROW
EXECUTE FUNCTION auditlogfunc();

在这个例子中，example_trigger是一个触发器，它在向COMPANY表中插入新记录后触发。每当向COMPANY表中插入新记录时，auditlogfunc函数都会被调用，从而在AUDIT表中插入一条日志记录。

4. 触发器的使用场景

触发器在数据库管理中有着广泛的应用场景，包括但不限于以下几个方面：

4.1 强制复杂的业务规则

触发器可以用于在数据更改时强制复杂的业务规则。例如，假设有一个订单表，其中订单金额不能超过某个最大值。可以使用触发器来检查每个插入或更新的订单金额，如果超过最大值，则拒绝更改。

4.2 审计和日志记录

触发器可以用于在数据更改时记录审计日志。例如，每当向员工表中插入、更新或删除记录时，可以使用触发器在审计表中插入相应的日志记录。

4.3 数据同步和复制

触发器可以用于在数据更改时同步或复制数据到其他表或文件。例如，假设有一个客户表和一个备份表，每当向客户表中插入新记录时，可以使用触发器在备份表中插入相同的记录。

4.4 提供复杂的引用完整性

触发器可以用于实现复杂的引用完整性约束。例如，假设有一个订单表和一个客户表，其中订单表中的客户ID必须存在于客户表中。可以使用触发器在插入或更新订单表时检查客户ID的有效性。

4.5 处理DDL事件

从PostgreSQL 9.3版本开始，还支持事件触发器（Event Trigger），用于处理DDL（数据定义语言）事件。事件触发器可以在CREATE、ALTER和DROP操作之前或之后触发，从而允许在数据库结构更改时执行自定义操作。

5. 触发器的执行逻辑

触发器的执行逻辑取决于其类型、触发时机以及触发事件。在PostgreSQL中，触发器函数在触发器被触发时执行，并返回一个trigger类型的值。这个返回值决定了触发器执行的结果。

5.1 行级触发器的执行逻辑

对于行级触发器，触发器函数会为DML语句影响的每一行分别执行一次。在执行过程中，触发器函数可以访问和操作与触发事件相关的数据行。

BEFORE触发器：在检查约束和执行实际的数据更改之前触发。如果触发器函数返回NULL，则拒绝执行触发事件的DML语句。如果返回非空值，则继续执行DML语句，并且触发器函数返回的数据行将作为新的数据行（对于INSERT和UPDATE操作）或被删除的数据行（对于DELETE操作）。
AFTER触发器：在数据更改之后触发。触发器函数的返回值总是被忽略。

5.2 语句级触发器的执行逻辑

对于语句级触发器，触发器函数只会在DML语句执行完毕后执行一次。在执行过程中，触发器函数无法查看该语句插入、删除或更新的任何数据行。

BEFORE触发器：在检查约束和执行实际的数据更改之前触发。触发器函数的返回值总是被忽略。
AFTER触发器：在数据更改之后触发。触发器函数的返回值总是被忽略。

5.3 INSTEAD OF触发器的执行逻辑

对于INSTEAD OF触发器，触发器函数会替代标准的数据库操作。当尝试在视图上执行INSERT、UPDATE或DELETE操作时，INSTEAD OF触发器会执行预定义的替代操作。

6. 触发器的级联和递归

在PostgreSQL中，触发器可以触发其他触发器，这被称为触发器级联。对于触发器级联的层次，系统没有任何限制，但需要注意避免死循环的发生。定义触发器的用户应该确保不会发生这种情况。

此外，如果触发器函数内部执行了DML语句，并且这些DML语句又触发了相同的触发器或其他触发器，这被称为触发器递归。PostgreSQL默认允许触发器递归，但可以通过设置系统参数session_replication_role为replica来禁用触发器递归。

7. 触发器的管理和维护

在PostgreSQL中，可以使用SQL语句来管理触发器，包括创建、删除、启用和禁用触发器。

7.1 创建触发器

使用CREATE TRIGGER语句来创建触发器，并将触发器函数绑定到特定的表或视图上。

示例：

CREATE TRIGGER example_trigger
AFTER INSERT ON COMPANY
FOR EACH ROW
EXECUTE FUNCTION auditlogfunc();

7.2 删除触发器

使用DROP TRIGGER语句来删除触发器。

示例：

DROP TRIGGER IF EXISTS example_trigger ON COMPANY;

在这个例子中，IF EXISTS子句用于避免在触发器不存在时出现错误。

7.3 启用和禁用触发器

使用ALTER TRIGGER语句来启用或禁用触发器。

示例：

ALTER TRIGGER example_trigger ON COMPANY DISABLE;
ALTER TRIGGER example_trigger ON COMPANY ENABLE;

在这个例子中，DISABLE关键字用于禁用触发器，而ENABLE关键字用于启用触发器。

7.4 查询触发器信息

可以通过查询系统目录视图来查看触发器相关信息。例如，可以查询pg_trigger视图来获取当前数据库中的所有触发器信息。

示例：

SELECT * FROM pg_trigger;

8. 触发器的性能和优化

触发器的使用可能会对数据库性能产生一定的影响，因为它们在数据更改时自动执行额外的操作。因此，在设计和使用触发器时，需要注意以下几点以优化性能：

简化触发器逻辑：尽量简化触发器函数的逻辑，避免执行复杂的计算和操作。
避免在触发器中执行DML语句：在触发器中执行DML语句可能会导致触发器递归和性能问题。如果必须在触发器中执行DML语句，请确保仔细测试并监控其性能影响。
使用适当的触发器类型：根据实际需求选择合适的触发器类型（行级、语句级或INSTEAD OF）。通常，行级触发器比语句级触发器更灵活但性能更低。
限制触发器的触发范围：使用WHEN子句来限制触发器的触发条件，以减少不必要的触发器执行。
监控和分析触发器性能：使用PostgreSQL提供的性能监控工具和分析命令来监控和分析触发器的性能影响。

9.总结

PostgreSQL中的触发器是一种在特定数据库事件（如插入、更新、删除）发生时自动执行的函数。触发器可用于强制业务规则、记录审计日志、同步数据等。PostgreSQL支持多种触发器类型，包括行级、语句级和INSTEAD OF触发器，以及处理DDL事件的事件触发器。创建触发器需先定义触发器函数，该函数在触发器被触发时执行，并返回trigger类型的值。触发器通过CREATE TRIGGER语句创建，并绑定到特定的表或视图。触发器在数据库管理中应用广泛，但需注意其可能对性能产生的影响，因此应简化触发器逻辑、避免在触发器中执行DML语句、选择合适的触发器类型等，以优化性能。同时，PostgreSQL提供了丰富的触发器管理功能，包括创建、删除、启用、禁用和查询触发器信息。