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SQL
SSQQLL语言艺术
内容介绍
本书分为12章,每一章包含许多原则或准则,并通过举例的方式对原则进行解释说明。这些例
子大多来自于实际案例,对九种SQL经典查询场景以及其性能影响讨论,非常便于实践,为你
的实际工作提出了具体建议。本书适合SQL数据库开发者、软件架构师,也适合DBA,尤其是
数据库应用维护人员阅读。
资深 SQL 专家 Stéphane Faroult倾力打造
《软件架构设计》作者温昱最新译作
巧妙借鉴《孙子兵法》的智慧结晶
传授25年的SQL性能与调校经验
深入探讨九种常见查询方案及其性能
前言
过去,“信息技术(IT)”的名字还不如今天这般耀眼,被称为“电子数据处理”。其实,尽管当
今新潮技术层出不穷,数据处理依然处于我们系统的核心地位,而且需管理的数据量的增长速
度似乎比处理器的增长速度还快。今天,最重要的集团数据都被保存在数据库中,通过SQL语
言来访问。SQL语言虽有缺点,但非常流行,它从1980年代早期开始被广泛接受,随后就所向
无敌了。
如今,年轻开发者在接受面试时,没有谁不宣称自己能熟练应用SQL的。SQL作为数据库访问
语言,已成为任何基础IT课程的必备部分。开发者宣传自己熟练掌握SQL,其实前提是“熟练掌
握”的定义是“能够获得功能上正确的结果”。然而,全世界的企业如今都面临数据量的爆炸式增
长,所以仅做到“功能正确”是不够的,还必须足够快,所以数据库性能成了许多公司头疼的问
题。有趣的是,尽管每个人都认可性能问题源自代码,但普遍接受的事实则是开发者的首要关
注点应该是功能正确。人们认为:为了便于维护,代码中的数据库访问部分应该尽量简单;“拙
劣的SQL”应该交给资深的DBA去摆弄,他们还会调整几个“有魔力”的数据库参数,于是速度就
快了——如果数据库还不够快,似乎就该升级硬件了。
往往就是这样,那些所谓的“常识”和“可靠方法”最终却是极端有害的。先写低效的代码、后由
专家调优,这种做法实际上是自找麻烦。本书认为,首先要关注性能的就是开发者,而且SQL
问题绝不仅仅只包含正确编写几个查询这么简单。开发者角度看到的性能问题和DBA从调优角
度看到的大相径庭。对DBA而言,他尽量从现有的硬件(如处理器和存储子系统)和特定版本
的DBMS获得最高性能,他可能有些SQL技能并能调优一个性能极差的SQL语句。但对开发者而
言,他编写的代码可能要运行5到10年,这些代码将经历一代代的硬件,以及DBMS各种重要版
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本升级(例如支持互联网访问、支持网格,不一而足)。所以,代码必须从一开始就快速、健全。
很多开发者仅仅是“知道”SQL而已,他们没有深刻理解SQL及关系理论,实在令人遗憾。
为何写作本书
SQL书主要分为三种类型:讲授具体SQL方言的逻辑和语法的书、讲授高级技术及解决问题方
法的书、专家与资深DBA所需的性能和调优的书。一方面,书籍要讲述如何写SQL代码;另一
方面,要讲如何诊断和修改拙劣的SQL代码。在本书中,我不再为新手从头讲解如何写出优秀
的SQL代码,而是以超越单个SQL语句的方式看待SQL代码,无疑这更加重要。
教授语言使用就够难了,那么本书是怎样讲述如何高效使用SQL语言的呢?SQL的简单性具有
欺骗性,它能支持的情况组合的数目几乎是无限的。最初,我觉得SQL和国际象棋很相似,后
来,我悟到发明国际象棋是为了教授战争之道。于是,每当出现SQL性能难题的时候,我都自
然而然地将之视为要和一行行数据组成的军队作战。最终,我找到了向开发者传授如何有效使
用数据库的方法,这就像教军官如何指挥战争。知识、技能、天赋缺一不可。天赋不能传授,
只能培养。从写就了《孙子兵法》的孙子到如今的将军,绝大多数战略家都相信这一点,于是
他们尽量以简单的格言或规则的方式表达沙场经验,并希望这样能指导真实的战争。我将这种
方法用于战争之外的许多领域,本书借鉴了孙子兵法的方法和书的题目。许多知名IT专家冠以
科学家称号,而我认为“艺术”比“科学”更能反映IT活动所需的才能、经验和创造力(注1)。很
可能是由于我偏爱“艺术”的原因,“科学”派并不赞成我的观点,他们声称每个SQL问题都可通
过严格分析和参考丰富的经验数据来解决。然而,我不认为这两种观点有什么不一致。明确的
科学方法有助于摆脱单个具体问题的限制,毕竟,SQL开发必须考虑数据的变化,其中有很大
的不确定性。某些表的数据量出乎意料地增长将会如何?同时,用户数量也倍增了,又将会如
何?希望数据在线保存好几年将会如何?如此一来,运行在硬件之上的这些程序的行为是否会
完全不同?架构级的选择是在赌未来,当然需要明确可靠的理论知识——但这是进一步运用艺
术的先决条件。第一次世界大战联军总司令Ferdinand Foch,在1900年French Ecole Supérieure de
Guerre的一次演讲中说:
战争的艺术和其他艺术一样,有它的历史和原则——否则,就不能成其为艺术。
本书不是cookbook,不会列出一串问题然后给出“处方”。本书的目标重在帮助开发者(和他们
的经理)提出犀利的问题。阅读和理解了本书之后,你并不是永不再写出丑陋缓慢的查询了——
有时这是必须的——但希望你是故意而为之、且有充足的理由。
目标读者
本书的目标读者是:
有丰富经验的SQL数据库开发者
他们的经理
数据库占重要地位的系统的软件架构师
我希望一些DBA、尤其是数据库应用维护人员也能喜欢本书。不过,他们不是本书的主要目标
读者。
本书假定
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本书假定你已精通SQL语言。这里所说的“精通”不是指在你大学里学了SQL 101并拿来A+的成
绩,当然也并非指你是国际公认的SQL专家,而是指你必须具有使用SQL开发数据库应用的经
验、必须考虑索引、必须不把5000行的表当大表。本书的目标不是讲解连接、外连接、索引的
基础知识,阅读本书过程中,如果你觉得某个SQL结构还显神秘;并影响了整段代码的理解,可
先阅读几本其他SQL书。另外,我假定读者至少熟悉一种编程语言;并了解计算机程序设计的基
本原则。性能已很差、用户已抱怨、你已在解决性能问题的前线,这就是本书的假定。
本书内容
我发现SQL和战争如此相像,以至于我几乎沿用了《孙子兵法》的大纲;并保持了大部分题目名
称(注2)。本书分为12章,每一章包含许多原则或准则,并通过举例的方式对原则进行解释说
明,这些例子大多来自于实际案例。
第1章,制定计划:为性能而设计
讨论如何设计高性能数据库
第2章,发动战争:高效访问数据库
解释如何进行程序设计才能高效访问数据库
第3章,战术部署:建立索引
揭示为何建立索引,如何建立索引
第4章,机动灵活:思考SQL语句
解释如何设计SQL语句
第5章,了如指掌:理解物理实现
揭示物理实现如何影响性能
第6章,锦囊妙计:认识经典SQL模式
包括经典的SQL模式、以及如何处理
第7章,变换战术:处理层次结构
说明如何处理层次数据
第8章,孰优孰劣:认识困难,处理困难
指出如何认识和处理比较棘手的情况
第9章,多条战线:处理并发
讲解如何处理并发
第10章,集中兵力:应付大数据量
讲解如何应付大数据量
第11章,精于计谋:挽救响应时间
分享一些技巧,以挽救设计糟糕的数据库的性能
第12章,明察秋毫:监控性能
收尾,解释如何定义和监控性能
本书约定
本书使用了如下印刷惯例:
等宽(Courier)
表示SQL及编程语言的关键字,或表示table、索引或字段的名称,抑或表示函数、代码及命令
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输出。
等宽黑体(Courier)
表示必须由用户逐字键入的命令等文本。此风格仅用于同时包含输入、输出的代码示例。
等宽斜体(Courier)
表示这些文本,应该被用户提供的值代替。
总结:箴言,概括重要的SQL原则。
注意
提示、建议、一般性注解。为相关主题提供有用的附加信息。
代码示例
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若要大规模复制代码,则必须联系O'Reilly申请授权。例如:编程当中用了本书的几段代码,无
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用了本书或其中的代码示例,无需授权;但在你的产品文档中大量使用本书代码,需要授权。
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of SQLbyStéphane Faroult with PeterRobson。 Copyright (c)2006 O'ReillyMedia; 0…596…00894…5”。
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致谢
本书原版用英语写作,英语既不是我的家乡话,又不是我所在国家的语言,所以写这样一本书
要求极度乐观(回想起来几近疯狂)。幸运的是,Peter Robson不仅为本书贡献了他在SQL和数
据库设计方面的知识,也贡献了持续