Oracle 为什么能跑在 PostgreSQL 上？答案藏在这套内核里

这几年，越来越多企业开始认真评估从 Oracle 迁移到 PostgreSQL。迁移的原因显而易见，商业数据库授权成本高，厂商绑定重，国产化和开源替代压力也在增加。PostgreSQL 本身足够成熟，生态也足够活跃，那么从 Oracle 迁移到 PG 看起来似乎是顺理成章的。但真正进到迁移项目里，大家很快会发现，难点往往不在数据迁移，而在 Oracle 长年给用户养成的数据库使用习惯。

一个老系统里，Oracle 通常不只是存表。大量业务逻辑写在存储过程、函数、触发器和 Package 里；SQL 里到处是 ROWNUM、SYSDATE、DUAL、NUMBER、VARCHAR2；应用和报表工具会查 ALL_TAB_COLUMNS、DBA_PROCEDURES 这类数据字典；还有空字符串等于 NULL、隐式类型转换、大小写规则、NLS 参数这些平时不显眼但十分影响结果的细节。

这就是企业从 Oracle 迁到 PG 时最痛苦的地方：如果完全按 PostgreSQL 语法进行改造，应用改造量会很大，测试周期会被拉长，业务风险也难控制；如果只在外层做 SQL 改写，又很难覆盖存储过程、包、数据字典。

IvorySQL 的出现完美解决了这个问题，它是 PG 生态中高度兼容 Oracle 的内核，并且紧跟社区最新版本，最重要的是，它开源免费。

一、IvorySQL 是什么

IvorySQL 是基于 PostgreSQL 的开源数据库项目，目标是在保留 PG 内核能力和生态兼容性的基础上，提供更深入的 Oracle 兼容能力。它不是重新写一个数据库，也不是在应用层做 SQL 字符串替换，而是在 PostgreSQL 内核、扩展和系统对象层面补齐 Oracle 应用迁移时经常依赖的行为。

从项目结构看，IvorySQL 的兼容范围不只在 SQL 语法。它包括 Oracle 模式入口、独立 Oracle parser、Oracle 数据类型、隐式转换、PL/iSQL、Package、内置函数、内置包、系统视图、ROWNUM、ROWID、FORCE VIEW、MERGE 语义、序列行为，以及 NLS、空字符串、标识符大小写等会话级差异。

这也是它和普通兼容层最大的区别。IvorySQL 更关注"你的应用能不能按原来的业务代码运行"。企业迁移 Oracle 时，表数据迁移通常不是最难的那部分，难的是数据库里那些多年积累的存储过程、包、隐式转换和数据字典依赖。IvorySQL 正是把这些问题统统归纳到数据库内核中进行处理，让业务层尽量少动刀子。

二、从源码看 IvorySQL 是怎么兼容 Oracle 的

IvorySQL 的兼容入口，首先在模式隔离上。

src/include/utils/ora_compatible.h 定义了数据库类型和 parser 类型。数据库模式有 DB_PG 和 DB_ORACLE，解析模式有 PG_PARSER 和 ORA_PARSER。Oracle 模式下还定义了专门的搜索路径：

#define ORA_SEARCH_PATH "sys,\"$user\", public"

sys 放在前面，是为了让 Oracle 兼容对象优先被找到。比如 NUMBER、SYSDATE、DBMS_OUTPUT、ALL_TAB_COLUMNS 这些对象，在迁移应用里往往会直接出现。如果搜索路径不对，后面的类型、函数、包和数据字典视图就会变成零散补丁。

模式切换的核心在 src/backend/utils/misc/ivy_guc.c。这里有两个重要变量：

int database_mode = DB_PG;
int compatible_db = PG_PARSER;

ivorysql.database_mode 记录当前数据库按 PG 还是 Oracle 使用，ivorysql.compatible_mode 决定当前会话用 PG parser 还是 Oracle parser。check_compatible_mode() 会阻止不合法切换。比如普通 PG 数据库不能随意打开 Oracle parser；进入 Oracle 模式之前，还要确认 ivorysql_ora 兼容库已经加载，并且能找到 ora_raw_parser。

真正切换 parser 的动作在 assign_compatible_mode()。进入 Oracle 模式时，它把 sql_raw_parser 指向 ora_raw_parser；切回 PG 模式时，再恢复到 standard_raw_parser。同一段逻辑还会切换 MERGE 相关 hook，并调整 search_path。

连接层也配合了这套设计。src/backend/main/main.c 的帮助信息里有两类端口：-p PORT 对应 PostgreSQL 模式，-o PORT 对应 Oracle 模式。postmaster.c 解析 -o 参数，backend_startup.c 根据连接端口设置 connmode，postgres.c 里的 InitIvorysql() 再根据连接模式设置 ivorysql.compatible_mode。同一个内核可以接 PG 客户端，也可以接 Oracle 迁移客户端，但两边从会话入口就已经分开。

第二个核心点是双 parser。src/backend/parser/parser.c 里有这两个指针：

raw_parser_hook_type sql_raw_parser = standard_raw_parser;
raw_parser_hook_type ora_raw_parser = NULL;

raw_parser() 不再固定调用 PostgreSQL parser，而是调用 (*sql_raw_parser)。默认情况下，它指向 standard_raw_parser；进入 Oracle 模式后，指针切到 ora_raw_parser。Oracle parser 的注册在 src/backend/oracle_parser/liboracle_parser.c，模块初始化时 _PG_init() 会把 ora_raw_parser 设置为 oracle_raw_parser。oracle_raw_parser() 使用 Oracle 自己的 scanner、关键字表和 grammar。

这个选择很重要。Oracle SQL 和 PostgreSQL SQL 差别不小，尤其是匿名块、PL/SQL、Package、过程调用、类型声明这些地方。如果把 Oracle 语法全部硬塞进 PG 原来的 grammar，短期可能能快速堆功能，长期维护会非常痛苦。IvorySQL 让两套 parser 在 raw parse 阶段分流，后面再进入 PostgreSQL 的分析、重写、优化和执行框架。它没有重写一个数据库内核，而是把 Oracle 语法接到 PG 内核的后半段继续处理。

语义分析阶段，IvorySQL 开始处理那些不能只靠 parser 解决的问题。ROWNUM 是很典型的例子。Oracle 里的 ROWNUM 不是普通列，也不是 PostgreSQL 的窗口函数。它什么时候赋值，和 scan、qual、排序、limit 的时机有关。写一个 rownum() 函数解决不了这个问题。

IvorySQL 在 src/backend/parser/parse_expr.c 中处理未限定的 rownum。Oracle 模式下，表达式里出现 rownum 会生成 RownumExpr，而不是按普通列名解析。执行阶段则在 src/backend/executor/execExprInterp.c 和 src/include/executor/execScan.h 里配合处理：ExecEvalRownum() 从 executor state 读取 es_rownum，scan 时在合适的位置递增；如果 qual 没通过，还要回退计数。包含 rownum 的投影也要特殊处理，否则值的时机会错。

优化器也做了有限改写。src/backend/optimizer/plan/planner.c 会把一部分简单的 ROWNUM <= N、ROWNUM = 1、ROWNUM < N 转成 LIMIT。但代码没有把所有 rownum 条件都改掉，因为复杂查询里 Oracle ROWNUM 和 PostgreSQL LIMIT 的生效时机并不完全等价。这里的原则很实在：能保证语义一致才优化，不能保证就保留原行为。

类型系统是另一块重头戏。IvorySQL 在 src/include/catalog/pg_type.dat 中加入了多种 Oracle 兼容类型，主要放在 sys 命名空间下，例如 number、binary_float、binary_double、blob、clob、raw、long、long_raw、rowid、urowid、yminterval、dsinterval。这些类型不是只有名字。contrib/ivorysql_ora/src/datatype/datatype--1.0.sql 里还补了输入输出函数、typmod、cast、operator、btree/hash/brin opclass、比较函数和排序支持。

类型兼容必须做到这一层才有意义。一个类型如果不能建表、建索引、参与比较、参与排序、作为函数参数传递，在业务里很快就会露馅。Oracle 应用里大量字段和过程参数依赖 NUMBER、RAW、LOB、日期间隔类型，单纯把名字映射成 PG 类型远远不够。

隐式转换也必须处理。contrib/ivorysql_ora/src/datatype/compatible_oracle_precedence.c 实现了 Oracle 数据类型优先级 hook。src/backend/parser/parse_oper.c 在找不到合适操作符时，会在 Oracle 模式下调用这段逻辑。比如字符串参与数值运算时，Oracle 会按自己的规则尝试转成 NUMBER，而 PostgreSQL 原生规则更严格。IvorySQL 只在 Oracle 模式下介入，让迁移 SQL 更接近 Oracle 行为，同时不改变 PG 模式的类型解析习惯。

再往上，是空字符串、大小写和 NLS 这类看起来小但很容易改坏业务结果的差异。Oracle 把空字符串当成 NULL，PostgreSQL 不这么做。IvorySQL 在 ivy_guc.c 里提供了 ivorysql.enable_emptystring_to_NULL。Oracle 未引用标识符通常转大写，PG 则转小写，所以 IvorySQL 又提供 ivorysql.identifier_case_switch，并在 Oracle parser 和标识符引用逻辑里配合。NLS 参数也在 ivy_guc.c 中，包括日期语言、日期格式、时间戳格式、数值字符和长度语义。

PL/iSQL 和 Package 是 Oracle 兼容里最硬的一块。IvorySQL 在 src/pl/plisql/src 下实现 PL/iSQL。系统语言定义在 src/include/catalog/pg_language.dat，plisql 有自己的 call handler、inline handler 和 validator。

Package 没有被当成普通文本存起来。IvorySQL 新增了 pg_package 和 pg_package_body 两张系统 catalog。pg_package 记录包规格，pg_package_body 记录包体，它们有自己的索引和 syscache。这意味着 Package 被纳入 PostgreSQL 的系统对象体系，可以参与对象查找、权限检查、依赖记录和缓存失效。

src/backend/parser/parse_package.c 负责 package 里的类型、变量和函数查找。代码里会先判断当前是不是 ORA_PARSER，不是 Oracle 模式时，很多 package 查找不会继续跑。缓存处理在 src/backend/utils/cache/packagecache.c，PackageCache 放在 CacheMemoryContext，并通过 syscache callback 在 package 或 package body 变化时失效，同时联动 plan cache。

兼容对象层面，IvorySQL 通过 ivorysql_ora 扩展和 sys schema 提供了大量 Oracle 函数、包和系统视图。contrib/ivorysql_ora/src/builtin_functions/builtin_functions--1.0.sql 里有 sysdate、systimestamp、add_months、last_day、months_between、next_day、to_date、to_timestamp，也包括正则函数和 substrb、instrb 这类按字节处理的字符串函数。contrib/ivorysql_ora/src/builtin_packages 下有 dbms_output、dbms_lock、dbms_utility、utl_file 等内置包。contrib/ivorysql_ora/src/sysview/sysview--1.0.sql 则提供 SYS.DBA_PROCEDURES、SYS.ALL_TAB_COLUMNS 等 Oracle 风格数据字典视图。

还有一些兼容点分布在更具体的位置。FORCE VIEW 在 src/backend/commands/view.c、parse_relation.c、ruleutils.c 中配合处理，支持先创建暂时无法编译通过的视图，等依赖对象出现后再编译。MERGE 通过 contrib/ivorysql_ora/src/ivorysql_ora.c 注册相关 hook，只在 Oracle 模式下接管部分 transform 和执行逻辑。序列差异在 src/backend/commands/sequence.c 中处理。ROWID 和 UROWID 更底层，还涉及 relhasrowid、tuple descriptor 里的 tdhasrowid，以及执行器和 junk filter。

把这些点连起来看，IvorySQL 的兼容路径不是"在外面糊一层 Oracle 方言"。它把 Oracle 应用真正依赖的行为，放进 PostgreSQL 内核里相对合适的位置：语法交给 parser，类型交给 catalog 和类型推导，Package 交给系统目录和缓存，ROWNUM 交给执行器，数据字典交给系统视图，函数和包交给扩展对象。这种做法工作量大，但边界比简单字符串改写可靠得多。

三、兼容 Oracle 为什么不会对性能产生影响

严格说，任何功能只要被使用，就一定有它自己的执行成本。Oracle 模式下使用 Oracle 类型、Oracle 函数、PL/iSQL、Package、LOB、复杂日期格式解析，这些功能不可能完全没有代价。这里说"不会对性能产生影响"，更准确的意思是：IvorySQL 的 Oracle 兼容设计不会让普通 PG 查询平白多跑一层 Oracle 逻辑，也不会把 Oracle 兼容变成所有会话共享的系统性负担。

第一，parser 在会话开始时已经分流。 普通 PG 会话使用 PG_PARSER，sql_raw_parser 指向 standard_raw_parser；Oracle 会话才会切到 ora_raw_parser。SQL parser 是每条语句都会经过的入口，如果每条 SQL 都先尝试 Oracle 语法，再尝试 PG 语法，成本会非常直接。IvorySQL 没有这么做。它在会话级别确定 parser，PG 语句仍然按 PG parser 解析，Oracle 语句才进入 Oracle parser。

第二，Oracle hook 多数有明确触发条件。 比如类型优先级 hook 不是每次操作符解析都完整跑一遍 Oracle 规则，而是在找不到合适操作符，并且当前处于 Oracle 模式时才介入。Package 查找也类似，parse_package.c 会先判断 parser 类型，不是 ORA_PARSER 就不继续走 Oracle Package 查找。hook 在代码里存在，不等于所有查询都承担完整兼容逻辑。

第三，Oracle 类型和函数进入 PostgreSQL 原生对象体系以后，执行阶段可以复用 PG 的函数调用、表达式求值、排序、索引访问和缓存机制。 NUMBER、LOB、RAW、ROWID 等类型被放进 catalog，配套 operator、cast、opclass 后，优化器和执行器可以按 PG 熟悉的方式处理它们。Oracle 函数自身有成本，但那是使用功能时的成本，不会转嫁给不使用这些对象的普通 PG 查询。

第四，Package 通过缓存避免重复解析。 Package 如果每次调用都重新读 catalog、解析包体、构造执行上下文，性能会很差。IvorySQL 的 PackageCache 放在 CacheMemoryContext，通过 syscache callback 管理失效。package 或 package body 发生 DDL 变化后，相关缓存和 plan cache 会被清理；没有变化时，调用可以复用缓存对象。它比临时拼装式实现更适合长期运行的业务系统。

第五，ROWNUM 优化只在能保证等价时发生。 简单的 ROWNUM <= N、ROWNUM = 1、ROWNUM < N 可以改写成 LIMIT。复杂查询里，如果 Oracle ROWNUM 和 PostgreSQL LIMIT 的生效时机不一致，IvorySQL 就不强行改写。兼容数据库不能为了让某些 SQL 看起来更快，就让复杂场景结果悄悄变错。

第六，sys schema 和扩展对象减少了名字解析干扰。 Oracle 函数、类型、系统视图和内置包主要由 ivorysql_ora 扩展和 sys schema 提供。Oracle 模式下 search_path 优先查 sys，PG 模式下不需要把这些对象放进普通 SQL 的默认查找路径。

第七，PG 和 Oracle 测试目标是分开的。 项目里可以看到 oracle-check、oracle-installcheck、oracle-pg-check 等测试目标。这说明 IvorySQL 不只是验证 Oracle SQL 能不能跑，也在验证 Oracle 兼容改动有没有影响 PG 侧行为。兼容功能越多，越需要持续证明 PG 模式没有被误伤。

所以，IvorySQL 的性能逻辑可以概括成一句话：Oracle 兼容不是摆在所有 SQL 前面的一层解析器，而是通过模式、parser 指针、hook 条件、schema、扩展、catalog 和 cache 被放在特定路径上。PG 模式下，绝大多数 Oracle 逻辑不会进入热路径；Oracle 模式下，额外成本主要来自用户确实使用了 Oracle 语义。这种成本是功能成本，不是架构上的无差别打击。

这也是为什么 IvorySQL 的设计比"统一拦截所有 SQL 再判断方言"的方案更健康。它让 PG 继续像 PG 一样运行，让 Oracle 兼容在需要的时候生效。对于企业数据库来说，这种边界比单点优化更重要。边界清楚，性能才有讨论空间；边界不清楚，再多微优化也容易被全局分支和语义污染抵消。

四、总结：IvorySQL 对 PG 生态的业务贡献

IvorySQL 对 PG 生态的贡献，在于给 PostgreSQL 生态加上了一条面向 Oracle 存量系统迁移的内核级路径。

企业系统里，Oracle 往往不是一个单纯的数据存储。大量业务逻辑、权限习惯、报表工具、运维脚本、数据字典查询、存储过程和包都围绕 Oracle 建了很多年。IvorySQL 把 parser、类型、Package、PL/iSQL、系统视图、内置函数、会话语义这些迁移难点放到数据库侧处理，本质上是在降低企业拥抱 PG 生态的门槛。

对业务方来说，这意味着迁移项目没必要一开始就大规模重写。存储过程、包、隐式转换、Oracle 数据字典依赖这些历史包袱，可以先由数据库兼容能力承载一部分。应用团队可以把精力放在真正需要改造的业务逻辑上，而不是把大量时间花在低层语法和对象差异上，这无疑让项目的启动和验证变得更加低成本无负担。

对 PG 生态来说，IvorySQL 的意义就更不言而喻。PostgreSQL 原本就有稳定的内核、成熟的优化器、活跃的扩展生态和开放的社区基础，但在 Oracle 存量市场里，兼容深度一直是企业决策时绕不开的问题。IvorySQL 用内核增强的方式补齐了这块短板，让 PG 生态在金融、电信、政企、传统制造这些 Oracle 深度用户的场景里，多了一个更现实的落地选择。

更难得的是，IvorySQL 没有用牺牲 PG 原生体验来换 Oracle 兼容。它通过模式隔离、双 parser、hook 条件、sys schema、扩展对象和缓存机制，把 Oracle 兼容放在该出现的位置。PG 应用可以继续按 PG 的方式运行，Oracle 迁移应用也能获得更接近原系统的语义。这种路线对生态很友好：它扩大了 PostgreSQL 的适用范围，却没有把 PG 本身改成一个不可辨认的混合体。