Этюд по реализация бизнес-логики на уровне хранимых функций PostgreSQL

Побудительным мотивом к написанию этюда послужила статья «В карантин нагрузка выросла в 5 раз, но мы были готовы». Как Lingualeo переехал на PostgreSQL с 23 млн юзеров. Так же показалось интересной статья опубликованная 4 года назад — Реализация бизнес-логики в MySQL.

Показалось интересным то, что одна и та же мысль-"реализовать бизнес-логику в БД".

пришла в голову не только мне одному.

Также на будущее хотелось сохранить, для себя в первую очередь, интересные наработки возникшие по ходу реализации. Особенно учитывая то, что относительно недавно было принято стратегическое решение о смене архитектуры и переносе бизнес-логики на уровень backend. Так, что все, что было наработано, скоро никому не понадобится и никому будет не интересно.

Описанные методы не являются каким то открытием и исключительным know how, все по классике и было реализовано неоднократно (я например подобный подход применил 20 лет назад на Oracle).Просто решил собрал все в одном месте. Вдруг кому пригодится. Как показала практика — довольно часто одна и та же идея приходит независимо разным людям. Да и для себя оставить на память, полезно.

Конечно, же ничто в этом мире не совершенно, ошибки и опечатки к сожалению возможны. Критика и замечания всячески приветствуются и ожидаются.И еще одна маленькая деталь — конкретные детали реализации опущены. Все таки всё используется пока в реально работающем проекте. Так, что статья как этюд и описание общей концепции, не более того. Надеюсь для понятия общей картины, деталей достаточно.

Общая идея — «разделяй и властвуй, скрывай и владей»

Идея классическая — отдельная схема для таблиц, отдельная схема для хранимых функций.
Клиент не имеет доступа к данным напрямую. Все, что клиент может выполнить — только вызвать хранимую функцию и обработать полученный ответ.

Роли

CREATE ROLE store;

CREATE ROLE sys_functions;

CREATE ROLE loc_audit_functions;

CREATE ROLE service_functions;

CREATE ROLE business_functions;

Схемы

Схема хранения таблиц

Целевые таблицы, реализующие предметные сущности.

CREATE SCHEMA store AUTHORIZATION store ;

Схема системных функций

Системные функции, в частности для логирования изменения таблиц.

CREATE SCHEMA sys_functions AUTHORIZATION sys_functions ;

Схема локального аудита

Функции и таблицы для реализации локального аудита выполнения хранимых функций и изменения целевых таблиц.

CREATE SCHEMA loc_audit_functions AUTHORIZATION loc_audit_functions;

Схема сервисных функций

Функции для сервисных и DML функций.

CREATE SCHEMA service_functions AUTHORIZATION service_functions;

Схема бизнес функций

Функции для конечных бизнес функций вызываемых клиентом.

CREATE SCHEMA business_functions AUTHORIZATION business_functions;

Права доступа

Роль — DBA имеет полный доступ ко всем схемам (отделена от роли DB Owner).

CREATE ROLE dba_role;
GRANT store TO dba_role;
GRANT sys_functions TO dba_role;
GRANT loc_audit_functions TO dba_role;
GRANT service_functions TO dba_role;
GRANT business_functions TO dba_role;

Роль — USER имеет привилегию EXECUTE в схеме business_functions.

CREATE ROLE user_role;

Привилегии между схемами

GRANT
Поскольку все функции создаются с атрибутом SECURITY DEFINER необходима инструкция REVOKE EXECUTE ON ALL FUNCTION… FROM public;

REVOKE EXECUTE ON ALL FUNCTION IN SCHEMA sys_functions FROM public ; 
REVOKE EXECUTE ON ALL FUNCTION IN SCHEMA  loc_audit_functions  FROM public ; 
REVOKE EXECUTE ON ALL FUNCTION IN SCHEMA  service_functions FROM public ; 
REVOKE EXECUTE ON ALL FUNCTION IN SCHEMA  business_functions FROM public ; 

GRANT USAGE ON SCHEMA sys_functions TO dba_role ; 
GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA sys_functions TO dba_role ;
GRANT USAGE ON SCHEMA loc_audit_functions  TO dba_role ; 
GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA loc_audit_functions  TO dba_role ;
GRANT USAGE ON SCHEMA service_functions TO dba_role ; 
GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA service_functions TO dba_role ;
GRANT USAGE ON SCHEMA business_functions TO dba_role ; 
GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA business_functions TO dba_role ;
GRANT EXECUTE ON ALL FUNCTIONS IN SCHEMA business_functions TO user_role ;

GRANT ALL PRIVILEGES ON SCHEMA store TO GROUP business_functions ;
GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL TABLES IN SCHEMA store TO business_functions ;
GRANT USAGE ON ALL SEQUENCES IN SCHEMA store TO business_functions ;

Итак схема БД — готова. Можно приступать к наполнению данными.

Целевые таблицы

Создание таблиц тривиально. Никаких особенностей, за исключением того, что было решено отказаться от использования SERIAL и генерировать последовательности явно. Плюс, разумеется максимальное использование инструкции

COMMENT ON ...

Комментарии для всех объектов, без исключений.

Локальный аудит

Для ведения журнала выполнения хранимых функций и изменения целевых таблиц используется таблица локального аудита, включающая в себя в том числе детали клиентского соединения, метку вызываемого модуля, фактические значения входных и выходных параметров в виде JSON.

Системные функции

Предназначены для логирования изменений в целевых таблицах. Представляют собой триггерные функции.

Шаблон — системная функция

---------------------------------------------------------
-- INSERT
CREATE OR REPLACE FUNCTION sys_functions.table_insert_log ()
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
  PERFORM loc_audit_functions.make_log( ' '||'table' , 'insert' , json_build_object('id', NEW.id)  );
  RETURN NULL ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

CREATE TRIGGER table_after_insert AFTER INSERT ON storage.table FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE sys_functions.table_insert_log();

---------------------------------------------------------
-- UPDATE
CREATE OR REPLACE FUNCTION sys_functions.table_update_log ()
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
  IF OLD.column != NEW.column
  THEN
    PERFORM loc_audit_functions.make_log( ' '||'table' , 'update' , json_build_object('OLD.column', OLD.column , 'NEW.column' , NEW.column )  );
  END IF ;
  RETURN NULL ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

CREATE TRIGGER table_after_update AFTER UPDATE ON storage.table FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE sys_functions.table_update_log ();

---------------------------------------------------------
-- DELETE
CREATE OR REPLACE FUNCTION sys_functions.table_delete_log ()
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
  PERFORM loc_audit_functions.make_log( ' '||'table' , 'delete' , json_build_object('id', OLD.id )  );
  RETURN NULL ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

CREATE TRIGGER table_after_delete AFTER DELETE ON storage.table FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE sys_functions.table_delete_log ();

Сервисные функции

Предназначены для реализации сервисных и DML операций над целевыми таблицами.

Шаблон — сервисная функция

--INSERT
--RETURN id OF NEW ROW
CREATE OR REPLACE FUNCTION service_functions.table_insert ( new_column store.table.column%TYPE )
RETURNS integer AS $$
DECLARE
  new_id integer ;
BEGIN
  -- Generate new id
  new_id = nextval('store.table.seq');

  -- Insert into table
  INSERT INTO store.table
  ( 
    id ,
    column
   )
  VALUES
  (
   new_id ,
   new_column
   );

RETURN new_id ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

--DELETE
--RETURN ROW NUMBERS DELETED
CREATE OR REPLACE FUNCTION service_functions.table_delete ( current_id integer ) 
RETURNS integer AS $$
DECLARE
  rows_count integer  ;    
BEGIN
  DELETE FROM store.table WHERE id = current_id; 

  GET DIAGNOSTICS rows_count = ROW_COUNT;                                                                           

  RETURN rows_count ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;
 
-- UPDATE DETAILS
-- RETURN ROW NUMBERS UPDATED
CREATE OR REPLACE FUNCTION service_functions.table_update_column 
(
  current_id integer 
  ,new_column store.table.column%TYPE
) 
RETURNS integer AS $$
DECLARE
  rows_count integer  ; 
BEGIN
  UPDATE  store.table
  SET
    column = new_column
  WHERE id = current_id;

  GET DIAGNOSTICS rows_count = ROW_COUNT;                                                                           

  RETURN rows_count ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

Бизнес функции

Предназначены для конечных бизнес функций вызываемый клиентом. Возвращают всегда — JSON. Для перехвата и логирования ошибок выполнения, используется блок EXCEPTION.

Шаблон — бизнес функция

CREATE OR REPLACE FUNCTION business_functions.business_function_template(
--Input parameters        
 )
RETURNS JSON AS $$
DECLARE
  ------------------------
  --for exception catching
  error_message text ;
  error_json json ;
  result json ;
  ------------------------ 
BEGIN
--LOGGING
  PERFORM loc_audit_functions.make_log
  (
    'business_function_template',
    'STARTED',
    json_build_object
    (
	--IN Parameters
    ) 
   );

  PERFORM business_functions.notice('business_function_template');            

  --START BUSINESS PART
  --END BUSINESS PART

  -- SUCCESFULLY RESULT
  PERFORM business_functions.notice('result');
  PERFORM business_functions.notice(result);

  PERFORM loc_audit_functions.make_log
  (
    'business_function_template',
    'FINISHED', 
    json_build_object( 'result',result )
  );

  RETURN result ;
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
-- EXCEPTION CATCHING
EXCEPTION                        
  WHEN OTHERS THEN    
    PERFORM loc_audit_functions.make_log
    (
      'business_function_template',
      'STARTED',
      json_build_object
      (
	--IN Parameters	
      ) , TRUE );

     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR',
       json_build_object('SQLSTATE',SQLSTATE ), TRUE 
     );

     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR',
       json_build_object('SQLERRM',SQLERRM  ), TRUE 
      );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = RETURNED_SQLSTATE ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
      'business_function_template',
      ' ERROR-RETURNED_SQLSTATE',json_build_object('RETURNED_SQLSTATE',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = COLUMN_NAME ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR-COLUMN_NAME',
       json_build_object('COLUMN_NAME',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = CONSTRAINT_NAME ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
      'business_function_template',
      ' ERROR-CONSTRAINT_NAME',
      json_build_object('CONSTRAINT_NAME',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = PG_DATATYPE_NAME ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR-PG_DATATYPE_NAME',
       json_build_object('PG_DATATYPE_NAME',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = MESSAGE_TEXT ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR-MESSAGE_TEXT',json_build_object('MESSAGE_TEXT',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = SCHEMA_NAME ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (s
       'business_function_template',
       ' ERROR-SCHEMA_NAME',json_build_object('SCHEMA_NAME',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = PG_EXCEPTION_DETAIL ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
      'business_function_template',
      ' ERROR-PG_EXCEPTION_DETAIL',
      json_build_object('PG_EXCEPTION_DETAIL',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = PG_EXCEPTION_HINT ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
       'business_function_template',
       ' ERROR-PG_EXCEPTION_HINT',json_build_object('PG_EXCEPTION_HINT',error_message  ), TRUE );

     GET STACKED DIAGNOSTICS error_message = PG_EXCEPTION_CONTEXT ;
     PERFORM loc_audit_functions.make_log
     (
      'business_function_template',
      ' ERROR-PG_EXCEPTION_CONTEXT',json_build_object('PG_EXCEPTION_CONTEXT',error_message  ), TRUE );                                      

    RAISE WARNING 'ALARM: %' , SQLERRM ;

    SELECT json_build_object
    (
      'isError' , TRUE ,
      'errorMsg' , SQLERRM
     ) INTO error_json ;

  RETURN  error_json ;
END
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

Итог

Для описания общей картины, думаю вполне достаточно. Если кого заинтересовали детали и результаты-пишите комментарии, с удовольствием дополню картину дополнительными штрихами.

P.S.

Логирование простой ошибки — тип входного параметра

-[ RECORD 1 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1072
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          | STARTED
jsonb_pretty    | {
                |     "dko": {
                |         "id": 4,
                |         "type": "Type1",                                                                                                                                                                                            
                |         "title": "CREATED BY addKD",
                |         "Weight": 10,
                |         "Tr": "300",
                |         "reduction": 10,
                |         "isTrud": "TRUE",
                |         "description": "decription",
                |         "lowerTr": "100",
                |         "measurement": "measurement1",
                |         "methodology": "m1",                                                                                                                                                                                           
                |         "passportUrl": "files",
                |         "upperTr": "200",
                |         "weightingFactor": 100.123,
                |         "actualTrValue": null,
                |         "upperTrCalcNumber": "120"
                |     },
                |     "CardId": 3
                | }
-[ RECORD 2 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1073
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR
jsonb_pretty    | {
                |     "SQLSTATE": "22P02"
                | }
-[ RECORD 3 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1074
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR
jsonb_pretty    | {
                |     "SQLERRM": "invalid input syntax for type numeric: "null""
                | }
-[ RECORD 4 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1075
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-RETURNED_SQLSTATE
jsonb_pretty    | {
                |     "RETURNED_SQLSTATE": "22P02"
                | }
-[ RECORD 5 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1076
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-COLUMN_NAME
jsonb_pretty    | {
                |     "COLUMN_NAME": ""
                | }

-[ RECORD 6 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1077
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-CONSTRAINT_NAME
jsonb_pretty    | {
                |     "CONSTRAINT_NAME": ""
                | }
-[ RECORD 7 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1078
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-PG_DATATYPE_NAME
jsonb_pretty    | {
                |     "PG_DATATYPE_NAME": ""
                | }
-[ RECORD 8 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1079
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-MESSAGE_TEXT
jsonb_pretty    | {
                |     "MESSAGE_TEXT": "invalid input syntax for type numeric: "null""
                | }
-[ RECORD 9 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1080
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-SCHEMA_NAME
jsonb_pretty    | {
                |     "SCHEMA_NAME": ""
                | }
-[ RECORD 10 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1081
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-PG_EXCEPTION_DETAIL
jsonb_pretty    | {
                |     "PG_EXCEPTION_DETAIL": ""
                | }
-[ RECORD 11 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1082
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-PG_EXCEPTION_HINT
jsonb_pretty    | {
                |     "PG_EXCEPTION_HINT": ""
                | }
-[ RECORD 12 ]-
date_trunc      | 2020-08-19 13:15:46
id              | 1083
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-PG_EXCEPTION_CONTEXT
jsonb_pretty    | {
usename         | emp1
log_module      | addKD
log_module_hash | 0b4c1529a89af3ddf6af3821dc790e8a
status          |  ERROR-MESSAGE_TEXT
jsonb_pretty    | {
                |     "MESSAGE_TEXT": "invalid input syntax for type numeric: "null""
                | }

Источник: habr.com