45.2. Flux de messages

Pour débuter une session, un client ouvre une connexion au serveur et envoie un message de démarrage. Ce message inclut les noms de l'utilisateur et de la base de données à laquelle le client souhaite se connecter ; il identifie aussi la version particulière du protocole à utiliser (optionnellement, le message de démarrage peut inclure des précisions supplémentaires pour les paramètres d'exécution). Le serveur utilise ces informations et le contenu des fichiers de configuration (tels que pg_hba.conf) pour déterminer si la connexion est acceptable et quelle éventuelle authentification supplémentaire est requise.

Le serveur envoie ensuite le message de demande d'authentification approprié, auquel le client doit répondre avec le message de réponse d'authentification adapté (tel un mot de passe). Pour toutes les méthodes d'authentification, sauf GSSAPI et SSPI, il y a au maximum une requête et une réponse. Avec certaines méthodes, aucune réponse du client n'est nécessaire  aucune demande d'authentification n'est alors effectuée. Pour GSSAPI et SSPI, plusieurs échanges de paquets peuvent être nécessaire pour terminer l'authentification.

Le cycle d'authentification se termine lorque le serveur rejette la tentative de connexion (ErrorResponse) ou l'accepte (AuthenticationOk).

Les messages possibles du serveur dans cette phase sont :

Si le client ne supporte pas la méhode d'authentification demandée par le serveur, il doit immédiatement fermer la connexion.

Après la réception du message AuthenticationOk, le client attend d'autres messages du serveur. Au cours de cette phase, un processus serveur est lancé et le client est simplement en attente. Il est encore possible que la tentative de lancement échoue (ErrorResponse) mais, dans la plupart des cas, le serveur enverra les messages ParameterStatus, BackendKeyData et enfin ReadyForQuery.

Durant cette phase, le serveur tentera d'appliquer tous les paramètres d'exécution supplémentaires qui ont été fournis par le message de lancement. En cas de succès, ces valeurs deviennent les valeurs par défaut de la session. Une erreur engendre ErrorResponse et déclenche la sortie.

Les messages possibles du serveur dans cette phase sont :

Le même message ReadyForQuery est envoyé à chaque cycle de commande. En fonction des besoins de codage du client, il est possible de considérer ReadyForQuery comme le début d'un cycle de commande, ou de le considérer comme terminant la phase de lancement et chaque cycle de commande.

Un cycle de requête simple est initié par le client qui envoie un message Query au serveur. Le message inclut une commande SQL (ou plusieurs) exprimée comme une chaîne texte. Le serveur envoie, alors, un ou plusieurs messages de réponse dépendant du contenu de la chaîne représentant la requête et enfin un message ReadyForQuery. ReadyForQuery informe le client qu'il peut envoyer une nouvelle commande. Il n'est pas nécessaire que le client attende ReadyForQuery avant de lancer une autre commande mais le client prend alors la responsabilité de ce qui arrive si la commande précédente échoue et que les commandes suivantes, déjà lancées, réussissent.

Les messages de réponse du serveur sont :

La réponse à une requête select (ou à d'autres requêtes, telles explain ou show, qui retournent des ensembles de données) consiste normalement en un RowDescription, plusieurs messages DataRow (ou aucun) et pour finir un CommandComplete. copy depuis ou vers le client utilise un protocole spécial décrit dans Section 45.2.5, « Opérations copy ». tous les autres types de requêtes produisent uniquement un message CommandComplete.

Puisqu'une chaîne de caractères peut contenir plusieurs requêtes (séparées par des points virgules), il peut y avoir plusieurs séquences de réponses avant que le serveur ne finisse de traiter la chaîne. ReadyForQuery est envoyé lorsque la chaîne complète a été traitée et que le serveur est prêt à accepter une nouvelle chaîne de requêtes.

Si une chaîne de requêtes complètement vide est reçue (aucun contenu autre que des espaces fines), la réponse sera EmptyQueryResponse suivie de ReadyForQuery.

En cas d'erreur, ErrorResponse est envoyé suivi de ReadyForQuery. Tous les traitements suivants de la chaîne sont annulés par ErrorResponse (quelque soit le nombre de requêtes restant à traiter). Ceci peut survenir au milieu de la séquence de messages engendrés par une requête individuelle.

En mode de requêtage simple, les valeurs récupérées sont toujours au format texte, sauf si la commande est un fetch sur un curseur déclaré avec l'option binary. dans ce cas, les valeurs récupérées sont au format binaire. Les codes de format donnés dans le message RowDescription indiquent le format utilisé.

La planification de requêtes pour des instructions préparées survient lorsque le message Parse est reçu. Si une requête sera exécuté de façon répété avec différents paramètres, il pourrait être bénéfique d'envoyer un seul message Parse contenant une requête avec paramètres, suivie de plusieurs messages Bind et Execute. Ceci évitera de planifier de nouveau la requête pour chaque exécution.

L'instruction préparée non nommée est planifiée lors du traitement de Parse si le message Parse ne définit aucun paramètre. Mais s'il existe des paramètres, la planification de la requête est repoussée jusqu'à ce que le premier message Bind de cette instruction est reçu. Le planificateur considérera les valeurs réelles des paramètres fournies dans le message Bind lors de la planification de la requête.

Un client doit être préparé à accepter des messages ErrorResponse et NoticeResponse quand bien même il s'attendrait à un autre type de message. Voir aussi Section 45.2.6, « Opérations asynchrones » concernant les messages que le client pourrait engendrer du fait d'événements extérieurs.

La bonne pratique consiste à coder les clients dans un style machine-état qui acceptera tout type de message à tout moment plutôt que de parier sur la séquence exacte des messages.

Le protocole de requête étendu divise le protocole de requêtage simple décrit ci-dessus en plusieurs étapes. Les résultats des étapes de préparation peuvent être réutilisés plusieurs fois pour plus d'efficacité. De plus, des fonctionnalités supplémentaires sont disponibles, telles que la possibilité de fournir les valeurs des données comme des paramètres séparés au lieu d'avoir à les insérer directement dans une chaîne de requêtes.

Dans le protocole étendu, le client envoie tout d'abord un message Parse qui contient une chaîne de requête, optionnellement quelques informations sur les types de données aux emplacements des paramètres, et le nom de l'objet de destination d'une instruction préparée (une chaîne vide sélectionne l'instruction préparée sans nom). La réponse est soit ParseComplete soit ErrorResponse. Les types de données des paramètres peuvent être spécifiés par l'OID ; dans le cas contraire, l'analyseur tente d'inférer les types de données de la même façon qu'il le ferait pour les constantes chaînes littérales non typées.

En cas de succès de sa création, une instruction préparée nommée dure jusqu'à la fin de la session courante, sauf si elle est détruite explicitement. Une instruction préparée non nommée ne dure que jusqu'à la prochaine instruction Parse spécifiant l'instruction non nommée comme destination. Un simple message Query détruit également l'instruction non nommée. Les instructions préparées nommées doivent être explicitement closes avant de pouvoir être redéfinies par un message Parse. Ce n'est pas obligatoire pour une instruction non nommée. Il est également possible de créer des instructions préparées nommées, et d'y accéder, en ligne de commandes SQL à l'aide des instructions prepare et execute.

Dès lors qu'une instruction préparée existe, elle est déclarée exécutable par un message Bind. Le message Bind donne le nom de l'instruction préparée source (une chaîne vide désigne l'instruction préparée non nommée), le nom du portail destination (une chaîne vide désigne le portail non nommé) et les valeurs à utiliser pour tout emplacement de paramètres présent dans l'instruction préparée. L'ensemble des paramètres fournis doit correspondre à ceux nécessaires à l'instruction préparée. Bind spécifie aussi le format à utiliser pour toutes les données renvoyées par la requête ; le format peut être spécifié complètement ou par colonne. La réponse est, soit BindComplete, soit ErrorResponse.

En cas de succès de sa création, un objet portail nommé dure jusqu'à la fin de la transaction courante sauf s'il est explicitement détruit. Un portail non nommé est détruit à la fin de la transaction ou dès la prochaine instruction Bind spécifiant le portail non nommé comme destination. Un simple message Query détruit également le portail non nommé. Les portails nommés doivent être explicitement fermés avant de pouvoir être redéfinis par un message Bind. Cela n'est pas obligatoire pour le portail non nommé. Il est également possible de créer des portails nommés, et d'y accéder, en ligne de commandes SQL à l'aide des instructions declare cursor et fetch.

Dès lors qu'un portail existe, il peut être exécuté à l'aide d'un message Execute. Ce message spécifie le nom du portail (une chaîne vide désigne le portail non nommé) et un nombre maximum de lignes de résultat (zéro signifiant la « récupération de toutes les lignes »). le nombre de lignes de résultat a seulement un sens pour les portails contenant des commandes qui renvoient des ensembles de lignes ; dans les autres cas, la commande est toujours exécutée jusqu'à la fin et le nombre de lignes est ignoré. Les réponses possibles d'Execute sont les même que celles décrites ci-dessus pour les requêtes lancées via le protocole de requête simple, si ce n'est qu'Execute ne cause pas l'envoi de ReadyForQuery ou de RowDescription.

Si Execute se termine avant la fin de l'exécution d'un portail (du fait d'un nombre de lignes de résultats différent de zéro), il enverra un message PortalSuspended ; la survenue de ce message indique au client qu'un autre Execute devrait être lancé sur le même portail pour terminer l'opération. Le message CommandComplete indiquant la fin de la commande SQL n'est pas envoyé avant l'exécution complète du portail. Une phase Execute est toujours terminée par la survenue d'un seul de ces messages : CommandComplete, EmptyQueryResponse (si le portail a été créé à partir d'une chaîne de requête vide), ErrorResponse ou PortalSuspended.

À la réalisation complète de chaque série de messages de requêtes étendues, le client doit lancer un message Sync. Ce message sans paramètre oblige le serveur à fermer la transaction courante si elle n'est pas à l'intérieur d'un bloc de transaction begin/commit (« fermer » signifiant valider en l'absence d'erreur ou annuler sinon). Une réponse ReadyForQuery est alors envoyée. Le but de Sync est de fournir un point de resynchronisation pour les récupérations d'erreurs. Quand une erreur est détectée lors du traitement d'un message de requête étendue, le serveur lance ErrorResponse, puis lit et annule les messages jusqu'à ce qu'un Sync soit atteint. Il envoie ensuite ReadyForQuery et retourne au traitement normal des messages. Aucun échappement n'est réalisé si une erreur est détectée lors du traitement de sync -- l'unicité du ReadyForQuery envoyé pour chaque Sync est ainsi assurée.

En plus de ces opérations fondamentales, requises, il y a plusieurs opérations optionnelles qui peuvent être utilisées avec le protocole de requête étendue.

Le message Describe (variante de portail) spécifie le nom d'un portail existant (ou une chaîne vide pour le portail non nommé). La réponse est un message RowDescription décrivant les lignes qui seront renvoyées par l'exécution du portail ; ou un message NoData si le portail ne contient pas de requête renvoyant des lignes ; ou ErrorResponse le portail n'existe pas.

Le message Describe (variante d'instruction) spécifie le nom d'une instruction préparée existante (ou une chaîne vide pour l'instruction préparée non nommée). La réponse est un message ParameterDescription décrivant les paramètres nécessaires à l'instruction, suivi d'un message RowDescription décrivant les lignes qui seront renvoyées lors de l'éventuelle exécution de l'instruction (ou un message NoData si l'instruction ne renvoie pas de lignes). ErrorResponse est retourné si l'instruction préparée n'existe pas. Comme Bind n'a pas encore été exécuté, les formats à utiliser pour les lignes retournées ne sont pas encore connues du serveur ; dans ce cas, les champs du code de format dans le message RowDescription seront composés de zéros.

Le message Close ferme une instruction préparée ou un portail et libère les ressources. L'exécution de Close sur une instruction ou un portail inexistant ne constitue pas une erreur. La réponse est en général CloseComplete mais peut être ErrorResponse si une difficulté quelconque est rencontrée lors de la libération des ressources. Clore une instruction préparée ferme implicitement tout autre portail ouvert construit à partir de cette instruction.

Le message Flush n'engendre pas de sortie spécifique, mais force le serveur à délivrer toute donnée restante dans les tampons de sortie. Un Flush doit être envoyé après toute commande de requête étendue, à l'exception de Sync, si le client souhaite examiner le résultat de cette commande avant de lancer d'autres commandes. Sans Flush, les messages retournés par le serveur seront combinés en un nombre minimum de paquets pour minimiser la charge réseau.

Le sous-protocole d'appel de fonction (NDT : Function Call dans la version originale) permet au client d'effectuer un appel direct à toute fonction du catalogue système pg_proc de la base de données. Le client doit avoir le droit d'exécution de la fonction.

Un cycle d'appel de fonction est initié par le client envoyant un message FunctionCall au serveur. Le serveur envoie alors un ou plusieurs messages de réponse en fonction des résultats de l'appel de la fonction et finalement un message de réponse ReadyForQuery. ReadyForQuery informe le client qu'il peut envoyer en toute sécurité une nouvelle requête ou un nouvel appel de fonction.

Les messages de réponse possibles du serveur sont :

La commande copy permet des transferts rapides de données en lot vers ou à partir du serveur. Les opérations Copy-in et Copy-out basculent chacune la connexion dans un sous-protocole distinct qui existe jusqu'à la fin de l'opération.

Le mode Copy-in (transfert de données vers le serveur) est initié quand le serveur exécute une instruction SQL copy from stdin. le serveur envoie une message CopyInResponse au client. Le client peut alors envoyer zéro (ou plusieurs) message(s) CopyData, formant un flux de données en entrée (il n'est pas nécessaire que les limites du message aient un rapport avec les limites de la ligne, mais cela est souvent un choix raisonnable). Le client peut terminer le mode Copy-in en envoyant un message CopyDone (permettant une fin avec succès) ou un message CopyFail (qui causera l'échec de l'instruction SQL copy avec une erreur). Le serveur retourne alors au mode de traitement de la commande précédant le début de copy, protocole de requête simple ou étendu. il enverra enfin CommandComplete (en cas de succès) ou ErrorResponse (sinon).

Si le serveur détecte un erreur en mode copy-in (ce qui inclut la réception d'un message CopyFail), il enverra un message ErrorResponse. Si la commande copy a été lancée à l'aide d'un message de requête étendue, le serveur annulera les messages du client jusqu'à ce qu'un message Sync soit reçu. Il enverra alors un message ReadyForQuery et retournera dans le mode de fonctionnement normal. Si la commande copy a été lancée dans un message simple Query, le reste de ce message est annulé et ReadyForQuery est envoyé. Dans tous les cas, les messages CopyData, CopyDone ou CopyFail suivants envoyés par l'interface seront simplement annulés.

Le serveur ignorera les messages Flush et Sync reçus en mode copy-in. La réception de tout autre type de messages hors-copie constitue une erreur qui annulera l'état Copy-in, comme cela est décrit plus haut. L'exception pour Flush et Sync est faite pour les bibliothèques clientes qui envoient systématiquement Flush ou Sync après un message Execute sans vérifier si la commande à exécuter est copy from stdin.

Le mode Copy-out (transfert de données à partir du serveur) est initié lorsque le serveur exécute une instruction SQL copy to stdout. Le moteur envoie un message CopyOutResponse au client suivi de zéro (ou plusieurs) message(s) CopyData (un par ligne), suivi de CopyDone. Le serveur retourne ensuite au mode de traitement de commande dans lequel il se trouvait avant le lancement de copy et envoie commandcomplete. Le client ne peut pas annuler le transfert (sauf en fermant la connexion ou en lançant une requête d'annulation, Cancel), mais il peut ignorer les messages CopyData et CopyDone non souhaités.

Si le serveur détecte une erreur en mode Copy-out, il enverra un message ErrorResponse et retournera dans le mode de traitement normal. Le client devrait traiter la réception d'un message ErrorResponse comme terminant le mode « copy-out ».

Il est possible que les messages NoticeResponse et ParameterStatus soient entremêlés avec des messages CopyData ; les interfaces doivent gérer ce cas, et devraient être aussi préparées à d'autres types de messages asynchrones (voir Section 45.2.6, « Opérations asynchrones »). Sinon, tout type de message autre que CopyData et CopyDone pourrait être traité comme terminant le mode copy-out.

Les messages CopyInResponse et CopyOutResponse incluent les champs qui informent le client du nombre de colonnes par ligne et des codes de format de chaque colonne. Dans l'implantation actuelle, toutes les colonnes d'une opération copy donnée utilisent le même format, mais la conception du message n'en tient pas compte.

Il existe plusieurs cas pour lesquels le serveur enverra des messages qui ne sont pas spécifiquement demandés par le flux de commande du client. Les clients doivent être préparés à gérer ces messages à tout moment même si aucune requête n'est en cours. Vérifier ces cas avant de commencer à lire la réponse d'une requête est un minimum.

Il est possible que des messages NoticeResponse soient engendrés en dehors de toute activité ; par exemple, si l'administrateur de la base de données commande un arrêt « rapide » de la base de données, le serveur enverra un NoticeResponse l'indiquant avant de fermer la connexion. Les clients devraient toujours être prêts à accepter et afficher les messages NoticeResponse, même si la connexion est inactive.

Des messages ParameterStatus seront engendrés à chaque fois que la valeur active d'un paramètre est modifiée, et cela pour tout paramètre que le serveur pense utile au client. Cela survient plus généralement en réponse à une commande SQL set exécutée par le client. ce cas est en fait synchrone -- mais il est possible aussi que le changement de statut d'un paramètre survienne à la suite d'une modification par l'administrateur des fichiers de configuration ; changements suivis de l'envoi du signal sighup au postmaster. de plus, si une commande set est annulée, un message ParameterStatus approprié sera engendré pour rapporter la valeur effective.

À ce jour, il existe un certain nombre de paramètres codés en dur pour lesquels des messages ParameterStatus seront engendrés : on trouve server_version, client_encoding, server_encoding, is_superuser, session_authorization et session_authorization, DateStyle, IntervalStyle, TimeZone et integer_datetimes (server_encoding, timezone et integer_datetimes n'ont pas été reportés par les sorties avant la 8.0 ; standard_conforming_strings n'a pas été reporté par les sorties avant la 8.1 ; IntervalStyle n'a pas été reporté par les sorties avant la 8.4.). Notez que server_version, server_encoding et integer_datetimes sont des pseudo-paramètres qui ne peuvent pas changer après le lancement. Cet ensemble pourrait changer dans le futur, voire devenir configurable. De toute façon, un client peut ignorer un message ParameterStatus pour les paramètres qu'il ne comprend pas ou qui ne le concernent pas.

Si un client lance une commande listen, alors le serveur enverra un message NotificationResponse (à ne pas confondre avec NoticeResponse !) à chaque fois qu'une commande notify est exécutée pour la notification de même nom.

Pendant le traitement d'une requête, le client peut demander l'annulation de la requête. La demande d'annulation n'est pas envoyée directement au serveur par la connexion ouverte pour des raisons d'efficacité de l'implémentation : il n'est pas admissible que le serveur vérifie constamment les messages émanant du client lors du traitement des requêtes. Les demandes d'annulation sont relativement inhabituelles ; c'est pourquoi elles sont traitées de manière relativement simple afin d'éviter que ce traitement ne pénalise le fonctionnement normal.

Pour effectuer une demande d'annulation, le client ouvre une nouvelle connexion au serveur et envoie un message CancelRequest à la place du message StartupMessage envoyé habituellement à l'ouverture d'une connexion. Le serveur traitera cette requête et fermera la connexion. Pour des raisons de sécurité, aucune réponse directe n'est faite au message de requête d'annulation.

Un message CancelRequest sera ignoré sauf s'il contient la même donnée clé (PID et clé secrète) que celle passée au client lors du démarrage de la connexion. Si la donnée clé correspond, le traitement de la requête en cours est annulé (dans l'implantation existante, ceci est obtenu en envoyant un signal spécial au processus serveur qui traite la requête).

Le signal d'annulation peut ou non être suivi d'effet -- par exemple, s'il arrive après la fin du traitement de la requête par le serveur, il n'aura alors aucun effet. Si l'annulation est effective, il en résulte la fin précoce de la commande accompagnée d'un message d'erreur.

De tout ceci, il ressort que, pour des raisons de sécurité et d'efficacité, le client n'a aucun moyen de savoir si la demande d'annulation a abouti. Il continuera d'attendre que le serveur réponde à la requête. Effectuer une annulation permet simplement d'augmenter la probabilité de voir la requête en cours finir rapidement et échouer accompagnée d'un message d'erreur plutôt que réussir.

Comme la requête d'annulation est envoyée via une nouvelle connexion au serveur et non pas au travers du lien de communication client/serveur établi, il est possible que la requête d'annulation soit lancée par un processus quelconque, pas forcément celui du client pour lequel la requête doit être annulée. Cela peut fournir une flexibilité supplémentaire dans la construction d'applications multi-processus ; mais également une faille de sécurité puisque des personnes non autorisées pourraient tenter d'annuler des requêtes. La faille de sécurité est comblée par l'exigence d'une clé secrète, engendrée dynamiquement, pour toute requête d'annulation.

Lors de la procédure normale de fin le client envoie un message Terminate et ferme immédiatement la connexion. À la réception de ce message, le serveur ferme la connexion et s'arrête.

Dans de rares cas (tel un arrêt de la base de données par l'administrateur), le serveur peut se déconnecter sans demande du client. Dans de tels cas, le serveur tentera d'envoyer un message d'erreur ou d'avertissement en donnant la raison de la déconnexion avant de fermer la connexion.

D'autres scénarios de fin peuvent être dus à différents cas d'échecs, tels qu'un « core dump » côté client ou serveur, la perte du lien de communications, la perte de synchronisation des limites du message, etc. Que le client ou le serveur s'aperçoive d'une fermeture de la connexion, le buffer sera vidé et le processus terminé. Le client a la possibilité de lancer un nouveau processus serveur en recontactant le serveur s'il ne souhaite pas se finir. Il peut également envisager de clore la connexion si un type de message non reconnu est reçu ; en effet, ceci est probablement le résultat de la perte de synchronisation des limite de messages.

Que la fin soit normale ou non, toute transaction ouverte est annulée, non pas validée. Si un client se déconnecte alors qu'une requête autre que select est en cours de traitement, le serveur terminera probablement la requête avant de prendre connaissance de la déconnexion. Si la requête est en dehors d'un bloc de transaction (séquence begin ... commit), il se peut que les résultats soient validés avant que la connexion ne soit reconnue.

Si postgresql™ a été construit avec le support de ssl, les communications client/serveur peuvent être chiffrées en l'utilisant. Ce chiffrement assure la sécurité de la communication dans les environnements où des agresseurs pourraient capturer le trafic de la session. Pour plus d'informations sur le cryptage des sessions postgresql™ avec ssl, voir Section 17.8, « Connexions tcp/ip sécurisées avec ssl ».

Pour initier une connexion chiffrée par ssl, le client envoie initialement un message SSLRequest à la place d'un StartupMessage. Le serveur répond avec un seul octet contenant s ou n indiquant respectivement s'il souhaite ou non utiliser le ssl. Le client peut alors clore la connexion s'il n'est pas satisfait de la réponse. Pour continuer après un s, il faut échanger une poignée de main ssl (handshake) (non décrite ici car faisant partie de la spécification ssl) avec le serveur. en cas de succès, le StartupMessage habituel est envoyé. Dans ce cas, StartupMessage et toutes les données suivantes seront chiffrées avec ssl. pour continuer après un n, il suffit d'envoyer le startupmessage habituel et de continuer sans chiffrage.

Le client doit être préparé à gérer une réponse ErrorMessage à un SSLRequest émanant du serveur. Ceci ne peut survenir que si le serveur ne dispose pas du support de ssl. dans ce cas, la connexion doit être fermée, mais le client peut choisir d'ouvrir une nouvelle connexion et procéder sans ssl.

Un SSLRequest initial peut également être utilisé dans une connexion en cours d'ouverture pour envoyer un message CancelRequest.

Alors que le protocole lui-même ne fournit pas au serveur de moyen de forcer le chiffrage ssl, l'administrateur peut configurer le serveur pour rejeter les sessions non chiffrées, ce qui est une autre façon de vérifier l'authentification.