PostgreSQL：详解 orafce 拓展插件的使用

文章目录

- [一、orafce 的定位与价值](#一、orafce 的定位与价值)
- - [1.1 为什么需要 orafce？](#1.1 为什么需要 orafce？)
  - [1.2 orafce 能做什么？](#1.2 orafce 能做什么？)
- [二、安装与启用 orafce](#二、安装与启用 orafce)
- - [2.1 安装方式](#2.1 安装方式)
  - - 方法一：操作系统包管理器（推荐）
    - 方法二：从源码编译
  - [2.2 在数据库中启用](#2.2 在数据库中启用)
  - [2.3 验证安装](#2.3 验证安装)
- 三、核心功能详解
- - [3.1 Oracle 风格函数](#3.1 Oracle 风格函数)
  - [3.2 Oracle 数据类型别名](#3.2 Oracle 数据类型别名)
  - [3.3 DUAL 表模拟](#3.3 DUAL 表模拟)
  - [3.4 Oracle 系统视图](#3.4 Oracle 系统视图)
  - [3.5 Oracle 包（Packages）支持（实验性）](#3.5 Oracle 包（Packages）支持（实验性）)
  - [3.6 Oracle 异常处理](#3.6 Oracle 异常处理)
- 四、典型迁移场景示例
- - [4.1 场景：Oracle SQL 脚本迁移](#4.1 场景：Oracle SQL 脚本迁移)
  - [4.2 场景：存储过程迁移](#4.2 场景：存储过程迁移)
- 五、限制与注意事项
- - [5.1 功能不完全兼容](#5.1 功能不完全兼容)
  - [5.2 性能影响](#5.2 性能影响)
  - [5.3 权限与安全](#5.3 权限与安全)
  - [5.4 不支持的功能](#5.4 不支持的功能)
- 六、迁移最佳实践
- - [6.1 迁移流程建议](#6.1 迁移流程建议)
  - [6.2 与 Ora2Pg 工具配合](#6.2 与 Ora2Pg 工具配合)
- 七、高级配置与定制
- - [7.1 自定义 TO_CHAR 格式](#7.1 自定义 TO_CHAR 格式)
  - [7.2 多语言支持](#7.2 多语言支持)
  - [7.3 升级与版本管理](#7.3 升级与版本管理)
- 八、替代方案对比

orafce 是一个 PostgreSQL 扩展插件，旨在提升 PostgreSQL 对 Oracle 数据库的兼容性。它通过在 PostgreSQL 中实现 Oracle 风格的函数、数据类型、包（Packages）、系统视图和行为，帮助用户更平滑地从 Oracle 迁移到 PostgreSQL，或在混合环境中减少应用层代码的修改。

尽管 PostgreSQL 与 Oracle 在架构、事务模型、SQL 方言等方面存在本质差异，但 orafce 能显著降低迁移成本，尤其适用于大量使用 Oracle 特有函数（如 NVL、DECODE、TO_CHAR）或依赖 DUAL 表的应用。

资源：

GitHub: https://github.com/orafce/orafce

文档: https://github.com/orafce/orafce/blob/master/README.md

Ora2Pg: https://ora2pg.darold.net/

一、orafce 的定位与价值

1.1 为什么需要 orafce？

Oracle 迁移需求旺盛：受许可费用、云战略、开源趋势驱动，大量企业将 Oracle 应用迁至 PostgreSQL
遗留代码改造成本高：应用中嵌入了大量 Oracle 特有语法，逐行重写 SQL 风险大、周期长
开发人员习惯：DBA 或开发者熟悉 Oracle 函数，希望在 PG 中沿用

1.2 orafce 能做什么？

提供 Oracle 兼容的内置函数 （如 NVL, SYSDATE, TO_DATE）
实现 Oracle 风格的数据类型 （如 VARCHAR2, NUMBER 别名）
模拟 DUAL 表
支持 Oracle 包（Packages）（有限支持）
提供 Oracle 系统视图 （如 USER_TABLES, ALL_SOURCE）
实现 Oracle 异常处理风格 （如 RAISE_APPLICATION_ERROR）

注意：orafce 不是 Oracle 兼容层，不改变 PostgreSQL 的核心行为（如序列、事务、锁机制），仅提供语法和函数层面的兼容。

二、安装与启用 orafce

2.1 安装方式

方法一：操作系统包管理器（推荐）

bash 复制代码

# Ubuntu/Debian（需添加 PG 官方仓库）
sudo apt install postgresql-16-orafce

# RHEL/CentOS（需 EPEL 或 PGDG 仓库）
sudo yum install postgresql16-orafce

方法二：从源码编译

bash 复制代码

git clone https://github.com/orafce/orafce.git
cd orafce
make
sudo make install

兼容 PostgreSQL 9.4 至 17，建议使用 PG 12+ 以获得完整功能。

2.2 在数据库中启用

sql 复制代码

-- 创建数据库（可选）
CREATE DATABASE app_db;

-- 启用扩展
CREATE EXTENSION orafce;

可在模板数据库 template1 中启用，使所有新建数据库自动包含 orafce。

2.3 验证安装

sql 复制代码

SELECT nvl(null, 'default');  -- 应返回 'default'
SELECT * FROM dual;           -- 应返回一行 (X)

三、核心功能详解

3.1 Oracle 风格函数

（1）空值处理

Oracle 函数	orafce 实现	说明
`NVL(expr1, expr2)`	✅	若 expr1 为 NULL，返回 expr2
`NVL2(expr1, expr2, expr3)`	✅	若 expr1 非 NULL 返回 expr2，否则 expr3

sql 复制代码

SELECT nvl(name, 'Unknown') FROM users;
SELECT nvl2(phone, 'Has phone', 'No phone') FROM contacts;

（2）日期/时间函数

函数	说明
`SYSDATE`	返回当前时间（带时区，等价于 `CURRENT_TIMESTAMP`）
`SYSTIMESTAMP`	同 `SYSDATE`
`ADD_MONTHS(date, n)`	增加 n 个月（考虑月末）
`MONTHS_BETWEEN(date1, date2)`	返回两日期间月数（浮点）
`NEXT_DAY(date, 'DAY')`	下一个星期几（如 'MONDAY'）
`LAST_DAY(date)`	返回当月最后一天

sql 复制代码

SELECT add_months('2025-01-31', 1);  -- 返回 2025-02-28
SELECT months_between('2025-03-15', '2025-01-01');  -- ≈ 2.45

（3）字符串函数

函数	说明
`INSTR(str, substr [, pos [, occurrence]])`	查找子串位置（从 1 开始）
`SUBSTR(str, pos [, len])`	截取子串（pos 从 1 开始）
`REPLACE(str, old, new)`	替换（PG 原生支持，orafce 保持行为一致）
`LPAD/RPAD(str, len [, pad])`	左/右填充

sql 复制代码

SELECT instr('Hello World', 'o', 1, 2);  -- 返回 8（第二个 'o'）
SELECT substr('PostgreSQL', 1, 4);       -- 返回 'Post'

（4）数值与转换函数

函数	说明
`TO_CHAR(value, format)`	数值/日期转字符串（支持 Oracle 格式模型）
`TO_DATE(str, format)`	字符串转日期
`TO_NUMBER(str, format)`	字符串转数值
`TRUNC(num [, decimals])`	截断（非四舍五入）
`ROUND(num [, decimals])`	四舍五入

sql 复制代码

SELECT to_char(current_date, 'YYYY-MM-DD');  -- '2026-02-17'
SELECT to_date('20250315', 'YYYYMMDD');      -- 2025-03-15
SELECT trunc(123.456, 1);                    -- 123.4

注意：TO_CHAR 的格式模型（如 'DD-MON-YYYY'）尽量兼容，但复杂格式可能有差异。

3.2 Oracle 数据类型别名

orafce 创建了 Oracle 类型的域（DOMAIN）或别名，便于 DDL 兼容：

Oracle 类型	orafce 映射	实际 PostgreSQL 类型
`VARCHAR2(n)`	✅	`VARCHAR(n)`
`NVARCHAR2(n)`	✅	`VARCHAR(n)`
`NUMBER(p,s)`	✅	`NUMERIC(p,s)`
`INTEGER`	✅	`INT4`
`BINARY_INTEGER`	✅	`INT4`
`PLS_INTEGER`	✅	`INT4`

sql 复制代码

-- 以下 DDL 可在 PG 中执行
CREATE TABLE employees (
    id NUMBER(10),
    name VARCHAR2(100),
    salary NUMBER(12,2)
);

优势：无需修改建表语句，直接运行 Oracle DDL。

3.3 DUAL 表模拟

Oracle 中 SELECT ... FROM DUAL 用于无表查询，orafce 提供同名视图：

sql 复制代码

SELECT sysdate FROM dual;
SELECT 1 + 1 FROM dual;

实现：
sql 复制代码
CREATE VIEW dual AS SELECT 'X'::varchar AS dummy;

3.4 Oracle 系统视图

为兼容 Oracle 的元数据查询，orafce 提供以下视图：

视图	说明
`USER_TABLES`	当前用户表
`ALL_TABLES`	所有可访问表
`USER_VIEWS`	用户视图
`ALL_SOURCE`	存储过程/函数源码
`USER_SEQUENCES`	用户序列
`DICTIONARY`	数据字典描述

sql 复制代码

-- Oracle 风格查询
SELECT table_name FROM user_tables WHERE table_name LIKE 'EMP%';
SELECT text FROM all_source WHERE name = 'MY_PROC' ORDER BY line;

这些视图基于 information_schema 和 pg_catalog 构建，权限模型遵循 PG 规则。

3.5 Oracle 包（Packages）支持（实验性）

orafce 提供有限的 Package 语法支持，主要通过 模式（Schema） + 函数分组 模拟：

sql 复制代码

-- 创建包头（实际是 schema）
CREATE SCHEMA my_pkg;

-- 包体函数
CREATE FUNCTION my_pkg.add(a INT, b INT) RETURNS INT AS $$
BEGIN
    RETURN a + b;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- 调用
SELECT my_pkg.add(1, 2);

限制：

不支持包变量（Package Variables）

不支持初始化块

无真正的封装性（PG 函数始终公开）

3.6 Oracle 异常处理

提供 RAISE_APPLICATION_ERROR 函数，模拟 Oracle 自定义异常：

sql 复制代码

CREATE FUNCTION check_age(age INT) RETURNS VOID AS $$
BEGIN
    IF age < 0 THEN
        PERFORM raise_application_error(-20001, 'Age cannot be negative');
    END IF;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

实际抛出的是 PostgreSQL 的 raise exception，错误码为自定义值。

四、典型迁移场景示例

4.1 场景：Oracle SQL 脚本迁移

原始 Oracle SQL：

sql 复制代码

SELECT emp_id,
       NVL(emp_name, 'N/A') AS name,
       TO_CHAR(hire_date, 'YYYY-MM-DD') AS hire_dt
FROM employees
WHERE ADD_MONTHS(hire_date, 12) < SYSDATE;

在 PostgreSQL + orafce 中无需修改即可运行。

4.2 场景：存储过程迁移

Oracle PL/SQL：

sql 复制代码

CREATE OR REPLACE PROCEDURE update_salary(emp_id NUMBER, pct NUMBER) IS
BEGIN
    UPDATE employees SET salary = salary * (1 + pct/100)
    WHERE employee_id = emp_id;
    
    IF SQL%ROWCOUNT = 0 THEN
        RAISE_APPLICATION_ERROR(-20002, 'Employee not found');
    END IF;
END;

PostgreSQL 等效（使用 orafce）：

sql 复制代码

CREATE FUNCTION update_salary(emp_id NUMERIC, pct NUMERIC) RETURNS VOID AS $$
DECLARE
    cnt INT;
BEGIN
    UPDATE employees SET salary = salary * (1 + pct/100)
    WHERE employee_id = emp_id;
    
    GET DIAGNOSTICS cnt = ROW_COUNT;
    IF cnt = 0 THEN
        PERFORM raise_application_error(-20002, 'Employee not found');
    END IF;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

修改点：

PROCEDURE → FUNCTION ... RETURNS VOID

SQL%ROWCOUNT → GET DIAGNOSTICS

但 NVL, RAISE_APPLICATION_ERROR 等可复用

五、限制与注意事项

5.1 功能不完全兼容

序列行为 ：Oracle 序列 CURRVAL 在会话首次调用 NEXTVAL 前不可用，PG 无此限制
日期处理：Oracle 默认世纪截断（'01' → 2001），PG 需显式处理
字符串比较：Oracle 尾部空格忽略，PG 严格比较
布尔类型：Oracle 无 BOOLEAN，PG 有，需注意逻辑表达式

5.2 性能影响

orafce 函数多为 PL/pgSQL 或 C 实现，性能接近原生
但过度依赖（如每行调用 TO_CHAR）仍可能成为瓶颈
建议在迁移后逐步替换为 PG 原生函数（如 COALESCE 代替 NVL）

5.3 权限与安全

orafce 函数默认对所有用户可见
系统视图（如 ALL_SOURCE）遵循 PG 的权限模型，不会暴露未授权对象

5.4 不支持的功能

分析函数（OVER()）------ PG 原生支持，无需 orafce
物化视图刷新机制
Oracle 特有优化器提示（Hints）
PL/SQL 调试器、包变量、触发器自治事务

六、迁移最佳实践

6.1 迁移流程建议

评估兼容性：使用工具（如 Ora2Pg）扫描 Oracle 代码，识别 orafce 覆盖范围
启用 orafce：在目标 PG 数据库中安装并启用
自动化转换 ：
- DDL：替换类型（VARCHAR2→VARCHAR 可省略）
- DML：保留 NVL, TO_CHAR 等函数
- 存储过程：重写为 PL/pgSQL，复用 orafce 异常函数
测试验证：重点验证日期、数字、空值处理逻辑
逐步优化：长期可替换为 PG 原生函数，提升性能与可维护性

6.2 与 Ora2Pg 工具配合

Ora2Pg 是开源 Oracle 到 PG 迁移工具
可配置 ORACLE_FUNCS = 1，使其保留 Oracle 函数调用，依赖 orafce 实现
避免 Ora2Pg 自动转换 NVL 为 COALESCE，保持代码一致性

七、高级配置与定制

7.1 自定义 TO_CHAR 格式

orafce 的 TO_CHAR 支持常见 Oracle 格式，但可通过修改源码扩展。例如添加 'YYYY/MM/DD' 支持。

7.2 多语言支持

NEXT_DAY 的星期名称依赖 lc_time 设置
建议数据库使用 C 或 en_US locale 以确保兼容性

7.3 升级与版本管理

orafce 版本需与 PostgreSQL 主版本匹配
升级 PG 后需重新安装对应 orafce 版本
扩展可通过 ALTER EXTENSION orafce UPDATE 升级（若提供新版本）

八、替代方案对比

方案	优点	缺点
orafce	轻量、开源、无缝集成 PG	功能有限，非完全兼容
EDB Postgres Advanced Server	商业版，深度 Oracle 兼容（包括 PL/SQL 引擎）	闭源、收费
手动重写 SQL	性能最优，彻底解耦	成本高，易出错
中间件转换	透明拦截 SQL 并改写	架构复杂，调试困难

对于中小规模迁移，orafce + 适度代码调整 是性价比最高的方案。

总结：orafce 是 PostgreSQL 生态中一个务实而高效的 Oracle 兼容工具 。它不追求 100% 兼容，而是聚焦于高频使用的函数、类型和元数据视图，显著降低迁移门槛。对于正在或将要从 Oracle 转向 PostgreSQL 的团队，orafce 能：

减少 SQL 重写工作量
加速迁移项目交付
降低开发人员学习曲线
保持应用逻辑一致性

然而，也应清醒认识到其局限性：它无法解决架构级差异（如 RAC、AWR、Undo 表空间）。在享受便利的同时，应制定长期优化计划，逐步拥抱 PostgreSQL 的原生特性，以充分发挥其开源、高性能、可扩展的优势。