Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Динамическая компиляция пользовательских функций на языке PL/pgSQL

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(5)-5

Полный текст:

Аннотация

Многие современные СУБД предоставляют процедурное расширение декларативного языка программирования SQL, которое позволяет выполнять сложные вычисления с условной логикой на стороне сервера. Данные расширения стимулируют модулярность и переиспользование кода, упрощают процесс программирования логики некоторых приложений, а также позволяют избавиться от накладных расходов на передачу данных по сети и повысить производительность вычислений. В большинстве случаев для исполнения SQL-запросов и процедурных расширений используется подход интерпретации, который сопряжен с существенными накладными расходами по неявному вызову функций и выполнению лишних обобщенных проверок. Ситуация ухудшается тем, что для выполнения SQL-запросов и процедурных расширений, как правило, применяются два разных движка-исполнителя, в рамках которых необходимо осуществлять дополнительные операции по переключению контекста для сохранения промежуточных вычислений и контроля используемых ресурсов. В совокупности, совместная интерпретация SQL-запросов и процедурных расширений может в значительной степени снижать общую производительность СУБД. Одно из решений этой проблемы – динамическая компиляция. В рамках данной работы рассматривается метод динамической компиляции процедурного расширения PL/pgSQL в СУБД PostgreSQL с использованием компиляторной инфраструктуры LLVM. Работа выполняется в рамках динамического компилятора SQL-запросов, реализованного в виде расширения к СУБД PostgreSQL. Предлагаемый метод позволяет избавиться от накладных расходов, связанных с интерпретацией. Результаты тестирования на некоторых синтетических тестах показывают ускорение выполнения SQL-запросов в несколько раз.

Об авторах

Владислав Муратович ДЖИДЖОЕВ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Россия
Лаборант отдела компиляторных технологий


Рубен Артурович БУЧАЦКИЙ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Россия
Младший научный сотрудник отдела компиляторных технологий


Михаил Вячеславович ПАНТИЛИМОНОВ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Россия
Стажер-исследователь отдела компиляторных технологий


Александр Николаевич ТОМИЛИН
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник ИСП РАН, профессор МГУ


Список литературы

1. PostgreSQL official site. Available at: https://www.postgresql.org/, accessed: 20.10.2020.

2. Karthik Ramachandra, Kwanghyun Park, K. Venkatesh Emani, Alan Halverson, César A. Galindo-Legaria, Conor Cunningham Froid. Optimization of Imperative Programs in a Relational Database. Proceedings of the VLDB Endowment, vol. 11, no. 4, 2017, pp. 432-444.

3. Christian Duta, Denis Hirn, and Torsten Grust. Compiling PL/SQL Away. In Proc. of the 10th Annual Conference on Innovative Data Systems Research (CIDR’20), 2020, 8 p.

4. Denis Hirn and Torsten Grust. PL/SQL Without the PL. In Proc. of the 2020 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data (SIGMOD’20), 2020, pp. 2677–2680.

5. PL/pgSQL – SQL Procedural Language. Available at: https://www.postgresql.org/docs/9.6/plpgsql-overview.html, accessed: 20.10.2020

6. The LLVM Compiler Infrastructure. Available at: http://llvm.org/, accessed: 20.10.2020.

7. Шарыгин Е.Ю., Бучацкий Р.А., Скворцов Л.В., Жуйков Р.А., Мельник Д.М. Динамическая компиляция выражений в SQL-запросах для СУБД PostgreSQL. Труды ИСП РАН, том 28, вып. 4, 2016 г., стр. 217-240. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(4)-13 / Sharygin E.Y., Buchatskiy R.A., Skvortsov L.V., Zhuykov R.A., Melnik D.M. Dynamic compilation of expressions in SQL queries for PostgreSQL. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 28, issue 4, 2016. pp. 217-240 (in Russian).

8. Бучацкий Р.А., Шарыгин Е.Ю., Скворцов Л.В., Жуйков Р.А., Мельник Д.М., Баев Р.В. Динамическая компиляция SQL-запросов для СУБД PostgreSQL. Труды ИСП РАН, том 28, вып. 6, 2016, стр. 37-48. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(6)-3 / Buchatskiy R.A., Sharygin E.Y., Skvortsov L.V., Zhuykov R.A., Melnik D.M., Baev R.V. Dynamic compilation of SQL queries for PostgreSQL. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 28, issue 6, 2016, pp. 37-48 (in Russian).

9. E. Sharygin, R. Buchatskiy, R. Zhuykov, and A. Sher. Runtime specialization of postgresql query executor. Lecture Notes in Computer Science, vol. 11, 2018, pp. 375–386.

10. Пантилимонов М.В., Бучацкий Р.А., Жуйков Р.А. Кэширование машинного кода в динамическом компиляторе SQL-запросов для СУБД PostgreSQL. Труды ИСП РАН, том 32, вып. 1, 2020, стр. 205-220. DOI: 10.15514/ISPRAS-2020-32(1)-11 / Pantilimonov M.V., Buchatskiy R.A., Zhuykov R.A. Machine code caching in PostgreSQL query JIT-compiler. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 32, issue 1, 2020. pp. 205-202 (in Russian).

11. ISP RAS website. Available at: https://www.ispras.ru/en/, accessed: 20.10.2020.

12. Graefe G. Volcano – an extensible and parallel query evaluation system. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, vol. 6, no. 1, 1994, pp. 120-135.

13. Perf profiler website. Available at: https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page, accessed: 20.10.2020.

14. PostgreSQL SPI Memory Management. Available at: https://www.postgresql.org/docs/9.6/spi-memory.html, accessed: 20.10.2020.

15. PLV8 – A Procedural Language in Javascript powered by V8. Available at: https://github.com/plv8/plv8, accessed: 20.10.2020.

16. PL/Python – Python Procedural Language. Available at: https://www.postgresql.org/docs/9.6/plpython.html, accessed: 20.10.2020.

17. PL/Perl – Perl Procedural Language, Available at: https://www.postgresql.org/docs/9.6/plperl.html, accessed: 20.10.2020.


Для цитирования:


ДЖИДЖОЕВ В.М., БУЧАЦКИЙ Р.А., ПАНТИЛИМОНОВ М.В., ТОМИЛИН А.Н. Динамическая компиляция пользовательских функций на языке PL/pgSQL. Труды Института системного программирования РАН. 2020;32(5):67-80. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(5)-5

For citation:


DZHIDZHOYEV V.M., BUCHATSKIY R.A., PANTILIMONOV M.V., TOMILIN A.N. Dynamic Compilation of User-Defined Functions in PL/pgSQL Language. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2020;32(5):67-80. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(5)-5

Просмотров: 64


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)