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如何扩展 oceanbase 的 gis 功能？看 actiondb 技术团队的一个小案例。
在江苏省某行政单位的 actiondb 项目中，由于强依赖于地图，功能涉及大量坐标处理，而 oceanbase 原生几何属性函数（geometry property functions）无法满足需求，需要在地理信息系统（geographic information system，简称 gis）功能中增加 st_pointn 函数。
面对这一挑战，actiondb 技术团队深入解析了 oceanbase 中已有的 gis 函数，包括从表达式解析到算法调用的完整逻辑链路。为了实现 st_pointn 函数 ，技术团队需在现有基础上注册 st_pointn 相关元信息，并开发地理（geo）函数的对应实现，确保 st_pointn 函数的无缝集成与高效运行。
st_pointn 函数介绍
st_pointn 函数用于在给定的几何对象中提取第 n 个点，常用于几何对象分析和地理信息系统（gis）中。st_pointn 函数接受一个几何对象（如线或多边形）和一个索引 n，返回该几何对象的第 n 个点。该函数的主要作用是帮助用户从复杂的几何对象中提取具体的点，以便进行进一步的地理分析或处理。
有哪些常见的应用场景？
- 道路和路线分析：在分析交通路线时，可以提取路线中的特定点以进行详细分析或优化。
- 环境监测：用于从多边形或线型区域中提取监测点，从而对环境数据进行更精确的分析。
- 城市规划：在城市规划中，能够从复杂的多边形中提取特定点以帮助规划人员做出决策。
- 导航系统：导航系统中，通过提取路径中的关键点，优化导航指引和路径规划。
函数功能实现
如何添加注册信息？
添加 st_pointn 函数 注册信息，需要在 oceanbase 已有的 gis 相应信息后追加内容。
-
定义函数名 ：在头文件中
ob_name_def.h中添加函数名名称，以便在其他地方使用和引用。 -
定义函数 id ：为函数分配一个唯一的 id，每个 gis 系统函数（
t_fun_sys_st_xx）的 id 不重复。 -
添加序列化信息 ：所有的函数与表达式需要在
obexpr::evalfunc g_expr_eval_functions注册，用于函数信息的序列化。 -
注册函数实现类 ：在工厂方法
register_expr_operators中注册函数实现类，使其可在执行 sql 查询时被识别并使用。 -
添加函数与 gis 算法的对应信息 ：由
ob_geo_func_register维护函数与 gis 算法的对应关系，添加相应信息。
如何实现 st_pointn 函数？
算法功能的实现包含两部分：
- obexprstpointn
表达式处理的入口，负责 gis 算法参数的有效性检查，并准备 gis 上下文。
在 sql 表达式的执行阶段，位于 src/sql/engine/expr 目录下的各模块负责处理各种不同类型的 sql 表达式（包括 gis 函数）。该类主要在算法执行前检查输入参数的有效性，并准备好执行 gis 算法所需的上下文环境。
- obexprstpointn 算法实现
一旦 obexprstpointn 类完成参数检查后，它会调用 obgeofunc::geo_func::eval 方法。这会触发模板分发逻辑，最终执行具体的算法模块 obgeofuncpointnimpl，实现 st_pointn 的功能。
1. 添加函数实现类
添加接口说明：
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calc_result_type1：检查传递参数类型和数量是否正确。
calc_result_type族函数以后缀识别不同的参数个数，如calc_result_type1为一个函数参数。
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eval_st_pointn：检查所生成的 gis 对象是否合法，检查 gis 元数据与 gis 上下文。
- 调用 obgeotypeutil 工具类的各个检查接口。
- 设置 gis 函数执行所需的 gis 对象与 gis 上下文（
gis_ctx），并检查 gis 相关对象有效。 - 验证完成后，最后会调用
obgeofunc<obgeofunctype::pointn>::geo_func::eval(gis_context, result)进入模板函数的分发逻辑，最终选择obgeofuncpointnimpl模块中匹配的eval函数。
2. 添加算法实现
实现 ponitn 的 gis 处理的核心逻辑。
第一步，注册支持的入参 gis 子类型（如 linestring 和 multi_point）。
第二步，定义 eval 族函数。
第三步，自定义的 pointn 函数。
boost.geometry 没有直接提供 pointn 函数，但可以通过访问几何体的内部结构实现类似功能。此方法适用于大多数 boost.geometry 提供的几何类型（如 linestring 和 multi_point）。
方案优势
量身定制，满足特定需求
- 定制化： 通过添加自定义 gis 函数，如 st_pointn，可以根据具体应用需求量身定制数据库功能，确保数据库能够精准地满足业务需求，提高数据处理的灵活性和效率。
提高性能和效率
- 优化算法： 自定义 gis 函数可以根据实际应用场景进行性能优化，比通用的开源解决方案更高效。这样可以减少复杂 gis 操作的计算时间，提高查询性能。
增强系统可扩展性
- 功能扩展： 自定义函数为系统增加了新的功能模块，使得 oceanbase 更加多样化和强大，能够支持更广泛的数据操作需求和业务场景。
提升用户体验
- 功能丰富： 用户可以直接在数据库中定制函数, 替代复杂的业务 gis 操作，而不需要借助外部工具或额外的开发工作，简化了开发流程，提高了用户体验和开发效率。
数据安全性和一致性
- 内部实现： 自定义 gis 函数在数据库内部实现，减少了数据传输过程中的安全隐患，保证了数据处理的一致性和安全性。
适应快速变化的业务需求
- 灵活性： 自定义函数使得数据库可以快速响应和适应不断变化的业务需求，无需等待开源社区的更新或第三方工具的升级，显著提高了开发和部署速度。
总结
通过上述步骤，在 oceanbase 中添加并实现了 st_pointn 函数。具体包括定义函数名和 id、注册函数、参数类型检查、执行上下文设置、模板函数分发和具体算法实现等子步骤。
最终，通过调用自定义的 pointn 函数，实现了在 oceanbase 中 gis 功能的扩展。
st_pointn 函数 的实现，进一步步丰富了 actiondb 的 gis 功能矩阵，提升了其在地理信息处理领域的应用价值与竞争力。actiondb 本着依托开源回馈开源的初衷，本文讨论的 gis 功能已经提交给 oceanbase 社区版，相信下一个版本可以使用。
什么是 actiondb？
actiondb 作为一款卓越的企业级分布式数据库，其设计核心依托于 oceanbase 的开源内核，辅以爱可生在开源数据库领域的深厚积累与技术专长，荣获原厂的正式授权及内核级技术支持。
actiondb 集 oceanbase 的稳健性与高性能于一身，更进一步强化了与 mysql 的兼容性，融合爱可生独有的安全特性与用户友好的运维管理工具，缔造了更高品质、更全面的数据库解决方案。
actiondb 的 mysql 8.0 协议全面兼容能力，辅以基于 mysql binlog 的双向复制技术，为业务系统与下游数据平台提供了安全无虞、无缝迁移的完美方案，确保数据迁移的零风险与无感知。
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