SQL

SQL（聆聽i/ˈɛs kjuː ˈɛl/[5]或聆聽i/ˈsiːkwəl/[6]，Structured Query Language，结构化查询语言[7][8][9][10]）是一种特定目的程式语言，用于管理关系数据库管理系统（RDBMS），或在关系流数据管理系统（RDSMS）中进行流处理。

SQL
声明式
設計者唐纳德·钱柏林
雷蒙德·博伊斯
實作者國際標準化組織/国际电工委员会
1974
当前版本
  • SQL:2023 (2023年6月1日)[1]
型態系統類型系統, 強型別
操作系统跨平台
網站
主要實作產品
詳見資料庫系統列表
衍生副語言
SQL-86, SQL-89, SQL-92, SQL:1999, SQL:2003, SQL:2006, SQL:2008, SQL:2011
啟發語言
Datalog
影響語言
CQL, 语言集成查询, SOQL, Windows PowerShell,[2] JPQL, 面向Java对象查询
SQL（文件格式）
.sql
application/sql[3][4]
开发者ISO/IEC
首次发布1986年 (1986)
最新版本
SQL:2016
2016年​（2016）
格式类型Database
标准ISO/IEC 9075
免费格式？是
网站www.iso.org/standard/63555.html

SQL基于关系代数和元组关系演算，包括一个数据定义语言和数据操纵语言。SQL的范围包括数据插入、查询、更新和删除，数据库模式创建和修改，以及数据访问控制。尽管SQL经常被描述为，而且很大程度上是一种声明式编程（4GL），但是其也含有过程式编程的元素。

SQL是对埃德加·科德的关系模型的第一个商业化语言实现，这一模型在其1970年的一篇具有影响力的论文《一个对于大型共享型数据库的关系模型》[11]中被描述。尽管SQL并非完全按照科德的关系模型设计，但其依然成为最为广泛运用的数据库语言。 [12][13]

SQL在1986年成为美国国家标准学会（ANSI）的一项标准，在1987年成为国际标准化组织（ISO）标准[14]。此后，这一标准经过了一系列的增订，加入了大量新特性。虽然有这一标准的存在，但大部分的SQL代码在不同的数据库系统中并不具有完全的跨平台性。

歷史

在1970年代初，由IBM研究院下属愛曼登研究中心的埃德加·科德發表將資料組成表格的應用原則（）。1974年，同一實驗室的唐纳德·钱柏林和雷蒙德·博伊斯参考了科德的模型后，在研制关系数据库管理系统System R中，开发出了一套規範語言（，结构化英语查询语言），並在1976年11月的《IBM研究与开发杂志》上公布新版本的（叫/2）。1980年改名為。

1979年，甲骨文公司（当时名为关系式软件公司）首先提供商用的，IBM公司在DB2和数据库系统中也实现了。

1986年10月，美国采用作为关系数据库管理系统的标准语言（），后为国际标准化组织（）采纳为国际标准。

1989年，美国采纳在报告中定义的关系数据库管理系统的标准语言，称为，该标准替代版本。该标准为下列组织所采纳：

  • 国际标准化组织，为报告《》
  • 美国联邦政府，发布在《》

目前，所有主要的关系数据库管理系统支持某些形式的，大部分数据库至少遵守标准。

标准在交叉连接（）和内部连接之上，新增加了外部连接，并支持在子句中写连接表达式。支持集合的并运算、交运算。支持Case (SQL)表达式。支持约束。创建临时表。支持。支持事务隔离。

语法
条目：SQL语法
图表显示了SQL语言元素组成的一个语句

SQL语言分成了几种要素，包括：

  • 子句，是语句和查询的组成成分。（在某些情况下，这些都是可选的。）[15]
  • 表达式，可以产生任何标量值，或由列和行组成的数据库表
  • 谓词，给需要评估的SQL三值逻辑（3VL）（true/false/unknown）或布尔真值指定条件，并限制语句和查询的效果，或改变程序流程。
  • 查询，基于特定条件检索数据。这是SQL的一个重要组成部分。
  • 语句，可以持久地影响纲要和数据，也可以控制数据库事务、程序流程、连接、会话或诊断。
    • SQL语句也包括分號（";"）语句终结符。尽管并不是每个平台都必需，但它是作为SQL语法的标准部分定义的。
  • 无意义的空白在SQL语句和查询中一般会被忽略，更容易格式化SQL代码便于阅读。

语言特点

SQL是高级的非過程化編程語言，它允许用户在高层数据结构上工作。它不要求用户指定对数据的存放方法，也不需要用户了解其具体的数据存放方式。而它的界面，能使具有底层结构完全不同的数据库系统和不同数据库之间，使用相同的SQL作为数据的输入与管理。它以记录项目〔records〕的合集（set）〔项集，record set〕作为操纵对象，所有SQL语句接受项集作为输入，回送出的项集作为输出，这种项集特性允许一条SQL语句的输出作为另一条SQL语句的输入，所以SQL语句可以嵌套，这使它拥有极大的灵活性和强大的功能。在多数情况下，在其他編程語言中需要用一大段程序才可实践的一个单独事件，而其在SQL上只需要一个语句就可以被表达出来。这也意味着用SQL可以写出非常复杂的语句，在不特別考慮效能下。

SQL同時也是数据库文件格式的扩展名。

SQL包含四个部分：

SQL函数
函数描述
AVG平均值
COUNT计数（不含Null）
FIRST第一个记录的值
MAX最大值
MIN最小值
STDEV样本标准差
STDEVP总体标准差
SUM求和
VAR样本方差
VARP总体方差
UCASE转化为全大写字母
LCASE转化为全小写字母
MID取中值
LEN计算字符串长度
INSTR获得子字符串在母字符串的起始位置
LEFT取字符串左邊子串
RIGHT取字符串右边子串
ROUND数值四舍五入取整
MOD
NOW获得当前时间的值
FORMAT字符串格式化
DATEDIFF获得两个时间的差值

互操作性和標準化

供應商之間的SQL實現不兼容，不一定完全遵循標準。各种数据库的SQL方言通常不可移植，特别是在日期时间语法、字符串连接、NULL、比较的大小写敏感方面。只有PostgreSQL与Mimer SQL努力遵从标准。

標準化歷史

SQL在1986年被ANSI标准化，1987年被ISO标准化。由ISO/IEC JTC 1, Information technology, Subcommittee SC 32, Data management and interchange维护。标准名称通常为如下模式：ISO/IEC 9075-n:yyyy Part n: title。

年份 名字 别名 注释
1986 SQL-86 SQL-87 ANSI首次标准化
1989 SQL-89 FIPS 127-1 小修改，增加了integrity constraint
1992 SQL-92 SQL2, FIPS 127-2 大修改，成为现代SQL的基础
1999 SQL:1999 SQL3 增加了正则表达式匹配、递归查询（传递闭包）、数据库触发器、过程式与控制流语句、非标量类型(arrays)、面向对象特性。在Java中嵌入SQL(SQL/OLB)及其逆(SQL/JRT)
2003 SQL:2003 增加XML相关特性(SQL/XML)、window functions、标准化sequences、自动产生值的列。对SQL:1999的新特性重新描述其内涵。
2006 SQL:2006 导入/导出XML数据与SQL数据库。XQuery
2008 SQL:2008 在cursor之外的ORDER BY语句。INSTEAD OF触发器。TRUNCATE语句。FETCH子句
2011 SQL:2011 增加时态数据(PERIOD FOR)。增强了window functions与FETCH子句
2016 SQL:2016 增加行模式匹配、多态表函数、JSON。
2019 SQL:2019 增加了第15部分，多维数组（MDarray类型和运算符）。

当前标准

该标准通常用以下模式表示：ISO/IEC 9075-n：yyyy 第n部分：标题，或者简称为ISO/IEC 9075。

ISO / IEC 9075补充了ISO / IEC 13249：SQL多媒体和应用程序包（SQL/MM），该程序包定义了基于SQL的接口和包，给诸如视频，音频和空间数据之类的广泛的应用程序。感兴趣的各方可以从ISO、IEC或ANSI购买SQL标准文档。SQL：2008的草稿可作为zip存档免费获得。

SQL标准剖析

SQL标准包含10部分：

  • ISO/IEC 9075-1:2016 Part 1: Framework (SQL/Framework). 提供逻辑概念
  • ISO/IEC 9075-2:2016 Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 包含语言的主要内容，强制与可选特性。
  • ISO/IEC 9075-3:2016 Part 3: Call-Level Interface (SQL/CLI). 定义了接口成分(structures, procedures, variable bindings) 用于编写能执行SQL的应用程序的语言：Ada，C/C++，COBOL，Fortran，MUMPS，Pascal，PL/I。对于Java语言见标准第10部分。ODBC是一个著名的SQL/CLI的超集。这部分标准主要包含强制的特性。
  • ISO/IEC 9075-4:2016 Part 4: Persistent stored modules (SQL/PSM)。SQL的过程式扩展，包括控制流、条件处理、语句条件signals与resignals、cursors、本地变量、表达式赋值到变量与参数。此外，SQL/PSM形式化声明与维护了持续性（persistent）数据库语言例程（例如存储过程）。这部分标准主要包含可选的特性。
  • Part-6（页面存档备份，存于）: Support for JavaScript Object Notation (JSON). 2017年首次集成JSON数据类型到SQL标准。
  • ISO/IEC 9075-9:2016 Part 9: Management of External Data (SQL/MED). 这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-10:2016 Part 10: Object language bindings (SQL/OLB)。定义了SQLJ，SQL嵌入到Java，保证了SQLJ应用程序二进制可移植。这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-11:2016 Part 11: Information and definition schemas (SQL/Schemata). 定义了Information Schema与Definition Schema，提供了常用工具集使得SQL数据库与对象自描述。这些工具包括SQL object identifier、structure与integrity constraints、security与authorization specifications, features与packages。这部分标准主要包含强制与可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-13:2016 Part 13: SQL Routines and types using the Java TM programming language (SQL/JRT). SQL应用程序调用静态方法作为子程序的能力('Java-in-the-database')；Java类作为SQL结构化用户定义类型。这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-14:2016 Part 14: XML-Related Specifications (SQL/XML). 这部分标准主要包含可选的特性。
  • ISO/IEC 9075-15:2019 Part 15: 多维数组(SQL/MDA)。 它为SQL指定了多维数组类型（MDarray），以及对MDarray，MDarray切片，MDarray单元和相关功能的操作。 标准的这一部分仅包含可选功能。

ISO / IEC标准的扩展

ISO/IEC 9075被ISO/IEC 13249: SQL Multimedia and Application Packages (SQL/MM)补充。后者定义了基于SQL的音视频、空间数据的界面与包。包括：

  • ISO/IEC 13249-1:2016 Part 1: Framework
  • ISO/IEC 13249-2:2003 Part 2: Full-Text
  • ISO/IEC 13249-3:2016 Part 3: Spatial
  • ISO/IEC 13249-5:2003 Part 5: Still image
  • ISO/IEC 13249-6:2006 Part 6: Data mining
  • ISO/IEC 13249-7:2013 Part 7: History
  • ISO/IEC 13249-8:xxxx Part 8: Metadata Registry Access MRA (work in progress)

以SQL為基礎的其他延伸語言
微軟MS SQL-Server，以及Sybase Adaptive Server系列資料庫所用的SQL
Oracle 資料庫所使用的SQL

安全問題
条目：SQL注入攻击和參數化查詢

由於SQL指令在部份進階使用時，語法會依照特定條件來變換，而且若是表格中的欄位過多時，許多開發人員都會習慣以字串組立的方式建立SQL指令，而且又使用系統管理員級的帳戶連到資料庫，因此讓駭客有機會利用SQL的組立方式進行攻擊，像是在指令中添加部份刺探性或破壞性的指令（例如DROP TABLE、DROP DATABASE或是DELETE * FROM myTable等具破壞性的指令），讓資料庫的資料或實體伺服器被破壞，導致服務中斷或是系統癱瘓等後果，或是以邏輯的漏洞，在密碼欄寫入特殊字串(例如' or '1'='1)，讓該字串形成的邏輯判斷永遠為真，或直接取得非查詢條件的資料，而不需要知道密碼，以達成非法登入系統的目的，此種攻擊手法稱為SQL注入（SQL injection）。

目前實務上較有效的防禦方法，就是全面改用參數化查詢。

参考文献
  1. . 2023年6月1日 [2023年6月26日].
  2. Paul, Ryan. . Ars Technica. [10 April 2011]. （原始内容存档于2018-12-25）.
  3. . Internet Assigned Numbers Authority. 10 April 2013 [10 April 2013]. （原始内容存档于2018-01-24）.
  4. . Internet Engineering Task Force: 3. April 2013 [10 April 2013]. （原始内容存档于2016-10-18）.
  5. Beaulieu, Alan. Mary E Treseler , 编. 2nd. Sebastapol, CA, USA: O'Reilly. April 2009. ISBN 978-0-596-52083-0.
  6. . Oxford English Dictionary. Oxford University Press. [2014-11-27].
  7. Encyclopedia Britannica. . [2013-04-02]. （原始内容存档于2018-12-25）.
  8. From Oxford Dictionaries: "Definition of SQL - abbreviation, Structured Query Language, an international standard for database manipulation." Oxford Dictionaries. . [2017-10-10]. （原始内容存档于2016-08-03）.
  9. IBM. .
  10. From Microsoft: "Structured Query Language, invented at IBM in the 1970s. It is more commonly known by its acronym, SQL .." Microsoft. . [2017-10-10]. （原始内容存档于2016-03-12）.
  11. Codd, Edgar F. . Communications of the ACM (Association for Computing Machinery). June 1970, 13 (6): 377–87 [2007-06-09]. doi:10.1145/362384.362685. （原始内容存档于2007-06-12）.
  12. Chapple, Mike. . Databases. About.com. [2009-01-28]. （原始内容存档于2009-02-22）.
  13. . International Business Machines. October 27, 2006 [2007-06-10].
  14. . [2017-10-10]. （原始内容存档于2012-02-03）.
  15. ANSI/ISO/IEC International Standard (IS). Database Language SQL—Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 1999.

参见

外部連結
維基教科書中的相關電子：:en:SQL_Dialects_Reference

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