存储过程入门

参考文章

1. Oracle Database concepts guide（11g2） By Thomas Kyte
2. Stored Procedure Wiki

先修知识

• 数据库的基本概念
• SQL

什么是存储过程（Stored Procedure）：

• 一段存储在数据库的“子程序”，下面对这两个部分进行分开的阐释。
• 子程序（Subprogram）：
  • 一段可以被调用的子程序（subprogram）要么是一个过程（Procedrue）,要么是一个函数（function）.
  • 过程（Procerue）和函数（function）的区别之一是：函数总是只返回一个单个的值， 而过程并不是。（摘自Oracle Database concepts guide）
  • 数据库的存储过程通常是指一系列的SQL语句构成的"SQL代码块"， 和普通的SQL语句的不同点是, 代码块中包含了原生SQL所没有的元素， 例如cursor, variable，if, else, loop。
• “存储在数据库”
  • SQL语句都是需要通过数据库相应组件编译后才能执行，最常见的例子是通过JDBC， 或ODBC创建数据区连接，发送SQL语句给数据库执行，并在程序中获得数据库返回的结果。
  • 存储过程则是把经常会被重复使用的SQL语句逻辑块封装起来，编译好，存储在数据库服务器端(这里的客户端是需要连接数据库的应用程序，但该应用程序本身也可能是一个Web服务器)。 这样，当存储过程再次被调用时，就无须编译了。 而调用的过程也无须发送SQL语句，只需要发送一个存储过程的标识， 数据库就可以找到相应的存储过程予以调用。

PL/SQL， Transact-SQL， 存储过程的概念区分

• PL/SQL是 Oracle对SQL的扩展，Transact-SQL 是 sqlserver 对于 SQL 的扩展， 经常会与存储过程的相关文章一同出现， 容易给初学者造成存储过程即为PL/SQL 或 Transact-SQL的误解， 其实这些只是用于编写存储过程的 SQL 扩展语言。

• 由于不同扩展 SQL 语法上存在差异，导致不同数据库的存储过程无法直接迁移。 但存储过程的概念在不同的数据库中是通用的。

存储过程的好处

• 性能提升
  • 如之前所提到的， 原本由通过代码发送SQL实现的业务逻辑，编写封装成存储过程后， 经过编译， 存放在数据库段， 这样应用程序在调用该业务逻辑时， 就无须发送SQL语句， 也无需经历编译的步骤，从而带来性能上的提升
  • 存储过程可以利用数据库的内存共享能力， 如果一个存储过程可以被多个用户间共享，就能够节省内存的空间。
• 开发维护的效率提升
  • 如果多个应用程序都具有通用的数据库操作逻辑，那么就可以利用数据库实现存储过程的复用，避免为每一个应用编写一套代码。 同时，如果需要修改特定业务的数据库操作逻辑， 也无须改动应用程序的代码。 另外， 存储过程可以被任意语言编写的应用程序所调用，最大限度的实现了“代码复用”。
• 数据完整性与一致性
  • 由于存储过程可以被重复调用， 所以只要经过严格测试，并保证正确运行的存储过程，在新的代码中被使用， 也无需再次经过测试。
• 安全性
  • 存储过程可以以定义者的权限执行，而不是使用者的权限执行。为普通用户执行敏感操作提供了一种有效的方法。
    • 举例： 假如某个应用程序要向用户提供修改密码的功能，而不同用户的用户名和密码都存储在一张User表中。
    • 如果，如果不使用存储过程， 该应用程序在访问数据库时， 必须以具有操作“User”表权限的用户身份去连接数据库。此时如果程序员编写的代码出错，或者程序员想恶意修改别人的password, 则数据库User表的安全无法保证。
    • 如果使用存储过程，则可以定义一个具有修改User表权限的存储过程changePassword(username, oldPassword, newPassword), 不具备访问 User 表的数据库用户， 依旧可以执行该存储。 而该存储过程则可实现严格的校验逻辑，即首先检查useranme, oldpassword是否匹配， 如果匹配， 则仅仅修改username所对应的password。
  • 存储过程也能以调用者的权限执行，而不是定义者的权限执行。 这使得不同权限的用户，在调用同一个存储过程时，依旧能对数据访问能力进行区分限制。
    • 举例： 一个hr_manager 用户可以运行一个 employee_update（columnName， content） 存储过程来更新员工的薪酬（salary）字段， 因为hr_manager被赋予了更新salary字段的权限。 另一个用户hr_clerk 也可以调用这一存储过程，但是他只被赋予了更新员工地址（addressBook）字段的权限，由于该存储过程被设置成了以调用者权限执行， hr_clerk如果试图更新salary列， 是无法成功的。

存储过程的缺点

• 不易调试。
  • 如果将 sql 逻辑通过应用程序控制， 可以很方便的加断点调试， 查看各个变量的值。 如果直接编写存储过程， 则很难调试， oracle 数据库的开发工具 plsql developer 提供了一定的存储过程调试功能， 但是依旧不如应用程序的断点调试那么强大。
• 不易迁移扩展。
  • 不同类型数据库的存储过程语法会有区别， 使用了存储过程会使得应用程序不具备迁移扩展能力。 不要问我为什么， 因为我就经历过一个在 sqlserver 有大量存储过程的应用程序迁移到 oracle 数据库的过程。

以PL/SQL为例的存储过程编写

• PL/SQL Subprogram（子程序）的创建

CREATE PROCEDURE hire_employees 
(p_last_name VARCHAR2, p_job_id VARCHAR2, p_manager_id NUMBER, p_hire_date DATE, p_salary NUMBER, p_commission_pct NUMBER, p_department_id NUMBER)

IS
BEGIN
.
INSERT INTO employees (employee_id, last_name, job_id, manager_id, hire_date, salary, commission_pct, department_id)
VALUES 
(emp_sequence.NEXTVAL, p_last_name, p_job_id, p_manager_id, p_hire_date, p_salary, p_commission_pct, p_department_id);
.
.
END;

• PL/SQL Subprogram存储过程的执行（三种）：

  • 利用oracle集成的工具，如 SQL PLUS或者 SQL Developer
  • 在数据库应用程序的代码中调用
  • 在另外一个存储过程或触发器（trigger）中调用（触发器的概念不在此文涉猎）
  • 

• PL/SQL 语言构成（Language Constructs）

  • 变量（variables）和常量(constants)
    • 可以在SQL存储过程中声明使用，和一般程序中的变量，常量的概念一致。
  • 游标（Cursor）
    • 可以在存储过程中声明使用， 主要用于实现面向数据记录（record oriented）的处理.
  • 异常（Exceptions）
    • PL/SQL允许为自定义存储过程中会抛出的异常 ，和一般程序中的异常概念类似。

• PL/SQL运行过程：

  • PL/SQL支持两种执行方式： native execution (本地执行) 和 interpreted execution (解释执行)
    • 解释执行， PL/SQL语句集会被编译成所谓的"字节码(bytecode)"的表示方式， 类似于Java 中的bytecode, 最后会被一个oracle数据库实现的虚拟机组件解释执行
    • 本地执行, 会把PL/SQL直接编译成对应平台的object code（可以被链接成可执行程序）， 由于没有解释执行的过程， 所以可以提供更好的性能。

• 图中的PL/SQL engine 是用来定义，编译，执行PL/SQL语句集的组件单元。 当数据库调用存储过程时， 数据库会将经过编译的PL/SQL语句集加载到系统全局区（system global area，SGA) 共享池（shared pool）中 。 （这里不对该概念作赘述，可暂且简单理解为一片内存区域）。 然后PL/SQL engine会和语句执行器（statement executor）一同工作，来处理存储过程中的语句。

总结

存储过程思想上很简单，就是数据库SQL语言层面的代码封装与重用。 所以广义上来说， 只要是被存储在数据库，可供外部直接调用以修改数据的子程序（包括函数和过程）都可以被看做是存储过程。