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PL/Python+Raspberry Pi=???

Last updated at Posted at 2019-12-22

この記事はPostgreSQL Advent Calendar 2019の23日目の記事です。
昨日はnuko_yokohamaさんのQONに関する記事でした。とてもタメになる内容でしたね!本日の記事も皆さんのお役に立てるよう頑張って書きましたので、ご査収のほどよろしくお願い申し上げます。

はじめに

Pythonできると金持ちになれると聞いて、Pythonの学習をはじめました。そう、PL/Pythonですね!

学習方針

どうせお勉強するなら楽しくなくちゃね!ということで、昔買ったRaspberry Piを引っ張り出してきて、そこにPostgreSQL入れてお勉強することにしました。

学習環境

学習環境は以下の通りです。

製品/ソフトウェア バージョン 備考
Raspberry Pi 1 Model B だいぶ古い
Raspbian 10(buster) 結構新しい
Python 2.7.16 busterに入ってた
PostgreSQL 11.5 apt-getで入れた

環境構築

SDカードには古いRaspbianが入ってたので、一掃してbusterを入れ直しました。ネットワークはWifiでつなげるのですが、この辺もUSBさしてチョロチョロっと設定すれば簡単につながりました。便利な世の中です。

Pythonも同梱されてるので、さくっと学習をはじめられます。

$ python --version
Python 2.7.16

続けてPostgreSQLのインストール。ソースからビルドしても良かったのですが、なんとなくapt-getでインストールしてみました。ついでに今回の主役であるPL/Pythonも。

# apt-get install postgresql
# apt-get install postgresql-plpython-11

この状態ではまだPL/Python使えないので、CREATE LANGUAGEで登録!

testdb=# CREATE LANGUAGE plpythonu;
CREATE LANGUAGE
testdb=# select * from pg_language ;
  lanname  | lanowner | lanispl | lanpltrusted | lanplcallfoid | laninline | lanvalidator | lanacl 
-----------+----------+---------+--------------+---------------+-----------+--------------+--------
 internal  |       10 | f       | f            |             0 |         0 |         2246 | 
 c         |       10 | f       | f            |             0 |         0 |         2247 | 
 sql       |       10 | f       | t            |             0 |         0 |         2248 | 
 plpgsql   |       10 | t       | t            |         13088 |     13089 |        13090 | 
 plpythonu |       10 | t       | f            |         16386 |     16387 |        16388 | 
(5 )

余談
Rasbian は、DebianベースのOSなのでPostgreSQLパッケージの内容もちょっと違うのね。pg_ctlがなくて最初面食らったYO!
代わりにpg_ctlclusterってのが入ってた。
https://manpages.debian.org/buster/postgresql-common/pg_ctlcluster.1.en.html

Lesson 1

やっぱり学習の最初は「Hello, World」ですね。

$ cat helloworld.sql 
CREATE OR REPLACE FUNCTION hello()
  RETURNS TEXT
AS $$
  return 'Hello, World'
$$ LANGUAGE plpythonu;

$ psql -f helloworld.sql testdb
CREATE FUNCTION

$ psql testdb -c "SELECT hello();"
    hello     
--------------
 Hello, World
(1 )

動きました!
もう少し躓いたりするかな?と思ってたけど、意外とあっさり動いてしまいました。

Lesson 2

次はせっかく Raspberry Pi 使ってるので Lチカやりましょう。Lチカ。

今回使った Raspberry Pi 1 Model B でも26pinのGPIO(General Purpose Input/Output)がついてるので、さくっと光らせてみます!

$ cat led.sql 
CREATE OR REPLACE FUNCTION led()
  RETURNS void
AS $$
  import RPi.GPIO as GPIO
  import time
  GPIO.setmode(GPIO.BCM)
  LED = 17
  WAIT_TIME = 5
  GPIO.setup(LED, GPIO.OUT)
  GPIO.output(LED, GPIO.HIGH)
  time.sleep(WAIT_TIME)
  GPIO.output(LED, GPIO.LOW)
  GPIO.cleanup()
$$ LANGUAGE plpythonu;

$ psql -f led.sql testdb
CREATE FUNCTION

led関数内で、

  1. ピン17に電気流す(GPIO.HIGH)
  2. 5秒停止
  3. ピン17の電気を止める(GPIO.LOW)

するだけのシンプルなものです。
関数も登録できて「楽勝!」と思いきや、あれ?

「光らんばい!!」

どうやら、postgresユーザにgpio使う権限が入ってないのが問題だった模様。
ということで、postgresくんをgpioグループ(997)に混ぜてあげて、pg_ctlclusterで再起動。
pg_ctlclusterは、引数にバージョン・クラスタを指定する必要があります。バージョン・クラスタはpg_lsclustersで確認できます。

# id postgres
uid=110(postgres) gid=116(postgres) groups=116(postgres),997(gpio),115(ssl-cert)

# pg_lsclusters 
Ver Cluster Port Status Owner    Data directory              Log file
11  main    5432 online postgres /var/lib/postgresql/11/main /var/log/postgresql/postgresql-11-main.log

# pg_ctlcluster 11 main restart

改めて、いざLチカ!

$ psql testdb -c "SELECT led()"
 led 
-----

(1 )

led-resize.gif

おー、眩しいです!

いざ、実践!

ここまでできると廻したくなるのが人の性。
AKBまでサーボモータ買いに行ってきました!

motor-resize.jpeg

トリガ関数を使って、これを回すYO!

$ cat survo_test360_trigger.sql 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS test(i int);
CREATE OR REPLACE FUNCTION survo360_trig()
  RETURNS trigger
AS $$
  import RPi.GPIO as GPIO
  import time

  GPIO.setmode(GPIO.BCM)
  gp_out = 18
  GPIO.setup(gp_out, GPIO.OUT)

  servo = GPIO.PWM(gp_out, 50)

  servo.start(0)

  servo.ChangeDutyCycle(8.0)
  time.sleep(1.0)

  servo.stop()
  GPIO.cleanup()
$$ LANGUAGE plpythonu;
CREATE TRIGGER trig_survo360 BEFORE INSERT OR UPDATE OR DELETE ON test
    FOR EACH ROW EXECUTE FUNCTION survo360_trig();

$ psql test -f survo_test360_trigger.sql 
CREATE TABLE
CREATE FUNCTION
CREATE TRIGGER

こちらの関数では、PWM(Pulse Width Module)というのを使って周波数密度を変えてサーボモータを制御してます。

これで無事にtestテーブルへのDML(INSERT/UPDATE/DELETE)発行でサーボモータを廻すことに成功しました!

Zoetrope

せっかくなのでZoetrope作ってみました〜

zoetrope-resize.jpeg

Zoetrope(回転のぞき絵)
回転のぞき絵(かいてんのぞきえ、英: Zoetrope、仏: Zootrope)とは、静止画を素早く入れ替えることで、あたかも動いているかのように見せる器具。
WikiPediaより

slonikくんも楽しげに廻ってくれるようになりました。

zoetrope-resize.gif

現場からは以上です。

まとめ

今年も毒にも薬にもならないエントリでしたが、これからも楽しくPostgreSQLライフを送りたいと思います!
明日はatmitaniさんの「PostgreSQLの統計情報を可視化(環境構築編)」ということで本当に役に立ちそうで楽しみです〜。

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