1.2　什么是SQL

Codd基于對關系模型的定義，他提出了一種叫作DSL/Alpha的語言，用于操作關系數據表中的數據。在Codd的論文發表后不久，IBM委托一個小組根據Codd的想法建立一個原型。這個小組創建了DSL/Alpha的簡化版本SQUARE。經過對SQUARE的改進，產生了SEQUEL語言，最終該語言被命名為SQL。盡管SQL最初是用于操作關系型數據庫中的數據，但如今已經演變為一種可以處理各種數據庫技術的語言（正如你將在本書結尾看到的）。

SQL現在已有40多年的歷史，其間經歷了很大的變化。20世紀80年代中期，美國國家標準協會（American National Standards Institute，ANSI）開始制定SQL語言的第一個標準，該標準最終于1986年發布。隨后經過改進，陸續在1989年、1992年、1999年、2003年、2006年、2008年、2011年、2016年發布了新版本。在改良核心語言的同時，SQL語言中還添加了一些新特性，引入了面向對象功能等。之后的標準側重于相關技術的集成，比如可擴展標記語言（XML）和JavaScript對象表示法（JSON）。

SQL與關系模型相輔相成，因為SQL查詢的結果就是數據表（在該上下文中，也叫作結果集）。所以，在關系型數據庫中，新的永久性數據表可以通過存儲查詢的結果集來創建。同樣，查詢可以使用永久性數據表和其他查詢的結果集作為輸出（我們會在第9章討論相關細節）。

最后強調一點：SQL并不是某種縮寫［盡管很多人堅持認為它表示“Structured Query Language”（結構化查詢語言）］。在提及該語言時，可以使用獨立的字母（S.Q.L）或使用“sequel”。

1.2.1　SQL語句分類

SQL語言被劃分為若干部分：我們在本書中研究的部分包括SQL模式語句（SQL schema statement），用于定義存儲在數據庫中的數據結構；SQL數據語句（SQL data statement），用于操作之前使用SQL模式語句定義的數據結構；SQL事務語句（SQL transaction statement），用于啟動、結束、回滾事務（相關概念會在第12章介紹）。例如，要想在數據庫中創建新表，可以使用SQL模式語句create table，要在新表中填充數據，則需要使用SQL數據語句insert。

下面給出創建數據表corporation的SQL模式語句：

CREATE TABLE corporation
 (corp_id SMALLINT,
  name VARCHAR(30),
  CONSTRAINT pk_corporation PRIMARY KEY (corp_id)
 );

該語句創建出一個包含兩列數據（corp_id和name）的表，其中corp_id列作為該表的主鍵。這個語句的具體細節（比如MySQL可用的數據類型）我們留待在第2章中仔細研究。接下來的SQL數據語句向corporation表中插入了一行關于Acme Paper Corporation的數據：

INSERT INTO corporation (corp_id, name)
VALUES (27, 'Acme Paper Corporation');

該語句向corporation表中添加了一行數據，其中corp_id列的值為27，name列的值為Acme Paper Corporation。

最后是一個簡單的select語句，檢索剛才創建好的數據：

mysql< SELECT name
    -> FROM corporation
    -> WHERE corp_id = 27;
+------------------------+
| name                   |
+------------------------+
| Acme Paper Corporation |
+------------------------+

通過SQL模式語句所創建的所有數據庫元素都被存儲在一個名為“數據字典”（data dictionary）的特殊表集合內。這些關于數據庫的數據被稱為“元數據”，我們將在第15章介紹。與用戶創建的數據表一樣，數據字典表也可以通過select語句查詢，從而允許在運行時查看數據庫中當前的數據結構。例如，用戶需要創建展示上月新增賬戶的報表，那么既可以在Account表中硬編碼事先已經知道的列名，也可以通過查詢數據字典確定當前有哪些列，然后每次動態地生成報表。

本書大部分篇幅將聚焦于SQL語言中與數據相關的部分，包括select、update、insert、delete命令。SQL模式語句將在第2章中說明，這將引導你完成一些簡單的數據表的設計和創建。一般來說，除了語法，對于SQL模式語句無須進行太多的討論，而SQL數據語句，盡管數量寥寥，但包含了大量值得仔細研究的地方。因此，雖然我會介紹不少SQL模式語句，但本書的大多數章節還是把重點放在SQL數據語句上。

1.2.2　SQL：一種非過程化語言

如果你有編程經驗，肯定已經習慣了定義變量和數據結構、使用條件邏輯（if-then-else）和循環結構（do while...end）、把代碼分解為可復用的小片段（對象、函數、過程）。代碼經過編譯后執行，其執行結果精確地（其實，并非總是精確地）符合預期。無論是使用Java、Python、Scala或其他過程化語言，你都可以完全控制程序的行為。

過程化語言定義了所預期的結果以及生成該結果的實現機制或過程。非過程化語言同樣定義了所預期的結果，但是生成結果的過程則留給外部代理來實現。

對于SQL，你需要放棄部分已經習慣的控制權，因為SQL語句只定義了必要的輸入和輸出，至于如何執行語句，則由名為優化器（optimizer）的數據庫引擎組件來處理。優化器的工作是檢查SQL語句，考慮數據表的配置以及可用的索引，并決定最有效的執行路徑（好吧，也未必總是最有效的）。大多數數據庫引擎都允許你通過指定優化器提示（optimizer hint）來影響優化器的決策，比如建議使用特定的索引等，但大多數SQL用戶從來不需要深入到該復雜層面，把這種事交給數據庫管理員或性能調優專家來處理就行了。

因此，單憑SQL無法編寫完整的應用程序，除非你只是編寫簡單的腳本來處理某些數據，否則需要將SQL與編程語言集成起來。一些數據庫廠商已經為用戶考慮了這些，比如Oracle的PL/SQL語言、MySQL的存儲過程語言以及Microsoft的Transact-SQL語言。在這些語言中，SQL數據語句是該語言語法的一部分，允許無縫地將數據庫查詢與過程化語句集成到一起。如果你使用的是Java或Python這種非數據庫特定語言，則需要使用工具集/API才能在代碼中執行SQL語句。有些工具集由數據庫廠商提供，有些則由第三方廠商或開源代碼提供者所創建。表1-2展示了將SQL集成到特定語言的部分可用選擇。

表1-2　SQL集成工具集

如果僅僅需要交互式執行SQL命令，所有的數據庫廠商都提供了至少一種簡單的命令行工具，用于向數據庫引擎提交SQL命令并檢查執行結果。大多數廠商還提供了圖形化的工具，其中包含一個顯示SQL命令的窗口以及一個顯示SQL命令執行結果的窗口。此外，SQuirrel等第三方工具可以通過JDBC連接到很多不同的數據庫服務器。因為本書中的示例都是在MySQL數據庫中執行的，所以我選擇使用MySQL安裝自帶的命令行工具來運行示例和格式化運行結果。

1.2.3　SQL示例

之前答應過要展示一個能夠返回George Blake的支票賬戶所有交易的SQL語句，下面就是這些SQL語句：

SELECT t.txn_id, t.txn_type_cd, t.txn_date, t.amount
FROM individual i
  INNER JOIN account a ON i.cust_id = a.cust_id
  INNER JOIN product p ON p.product_cd = a.product_cd
  INNER JOIN transaction t ON t.account_id = a.account_id
WHERE i.fname = 'George' AND i.lname = 'Blake'
  AND p.name = 'checking account';
+--------+-------------+---------------------+--------+
| txn_id | txn_type_cd | txn_date            | amount |
+--------+-------------+---------------------+--------+
|     11 | DBT         | 2008-01-05 00:00:00 | 100.00 |
+--------+-------------+---------------------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

現在先不涉及過多的細節，該查詢查找滿足兩個條件的行，即individual表中姓名為George Blake的行和product表中的name列為checking的行，并通過account表將兩者關聯起來，然后分4列返回transaction表中提交到該賬戶的所有交易信息。如果你恰好知道George Blake的account_id為8，product_cd為'CHK'，就可以簡單地根據客戶ID在account表中找到George Blake的支票賬戶，并使用賬戶ID找出相應的交易：

SELECT t.txn_id, t.txn_type_cd, t.txn_date, t.amount
FROM account a
  INNER JOIN transaction t ON t.account_id = a.account_id
WHERE a.cust_id = 8 AND a.product_cd = 'CHK';

在隨后的章節中，我會逐一介紹以上查詢中涉及的所有概念（而且遠不止這些），但這里僅展示一下其基本結構。

上述查詢包含三種不同的子句：select、from和where。幾乎所有查詢至少都會包含這三種子句，盡管還有更多子句可用于實現更具體的目標。它們的用途如下所示：

SELECT /* 一個或多個東西 */ ...
FROM   /* 一處或多處 */ ...
WHERE  /* 一個或多個條件 */ ...

大多數SQL實現將位于“/”和“/”之間的文本視為注釋。
　

在構建查詢時，通常首先要確定需要哪些數據表，接著將其加入from子句。然后，向where子句加入條件，將數據表中不需要的數據過濾掉。最后，確定要檢索數據表中的哪些列并將其加入select子句。下面這個簡單的示例展示了如何查找姓氏為“Smith”的所有客戶：

SELECT cust_id, fname
FROM individual
WHERE lname = 'Smith';

該查詢搜索individual表，在其中找出lname列匹配字符串'Smith'的所有行，并返回這些行的列cust_id和fname。

除了查詢數據庫，很可能還需要在數據庫中插入和修改數據。下面這個簡單的例子，展示了如何在product表中插入新行：

INSERT INTO product (product_cd, name)
VALUES ('CD', 'Certificate of Depysit')

糟糕，這里把“Deposit”拼錯了。無妨，可以使用update語句來解決：

UPDATE product
SET name = 'Certificate of Deposit'
WHERE product_cd = 'CD';

注意，與select語句一樣，update語句也包含了where 子句。原因在于update語句必須標識出要修改的行，在本例中，只需要指定product_cd列與字符串'CD'相匹配的那些行。因為product_cd列是product表的主鍵，所以update語句只會修改一行（或者一行都不修改，如果數據表中不存在該值的話）。不管什么時候執行SQL數據語句，都會接收到來自數據庫引擎的反饋，說明有多少行受到該語句的影響。如果使用交互式工具（比如之前提到的命令行工具），那么會接收到來自下列語句的反饋信息：

●select語句返回的行數；

●insert語句創建的行數；

●update語句修改的行數；

●delete語句刪除的行數。

如果你使用了過程化語言以及之前提到的某種工具集，當你執行SQL數據語句之后，可以使用工具集提供的調用來獲取語句的執行結果。一般而言，最好是檢查一下執行結果，以免語句執行后出現意想不到的結果（比如忘了在delete語句中加入where子句，這會把整個數據表的行全部清空?。?/p>