Иван Задворьев - Язык PL/SQL

Вообще говоря, сервер Oracle не делает для виртуальной машины PL/SQL никаких преференций в части выполнения предложений SQL за то, что она работает в его ядре. В ходе выполнения предложений SQL из байт-кода PL/SQL происходят точно такие же действия, как и в ходе выполнения предложений SQL из любых других программ, подключающихся к серверу Oracle.

При подключении к серверу Oracle клиентской программы создается выделенный серверный процесс, который обрабатывает поступающие предложения SQL и вызовы программ PL/SQL. Эта обработка происходит на нескольких уровнях ядра Oracle, при этом собственно выполнение и SQL и PL/SQL осуществляется на одном и том же уровне – уровне выполнения (Execution Layer (KX)). Когда выполняется какое-то предложение SQL, то действия процесса осуществляются в контексте SQL, а когда происходит вызов программы PL/SQL, то действия процесса осуществляются в контексте PL/SQL. Когда же в ходе работы программы PL/SQL потребуется выполнить какое-нибудь предложение SQL из ее байт-кода, то произойдет переключение контекста PL/SQL-SQL и это предложение SQL будет выполнено серверным процессом на уровне KX точно так же, как будто бы оно поступило не из программы PL/SQL, а из любой другой программы. После обработки предложения SQL произойдет обратное переключение контекста SQL-PL/SQL.

Достоинства использования PL/SQL для выполнения предложений SQL заключаются в следующем

в PL/SQL есть удобные и лаконичные языковые конструкции обработки результирующих выборок SQL-запросов;

компилятор PL/SQL по исходному коду программы PL/SQL формирует предложения SQL со связываемыми переменными, использование которых позволяет избежать многих проблем с сервером Oracle;

PL/SQL автоматически оптимально управляет курсорами – важнейшими внутренними механизмами Oracle для выполнения предложений SQL;

в PL/SQL есть средства дополнительной оптимизации для массовой обработки (bulk collect) данных.

Можно сказать, что PL/SQL – это такой своеобразный движок (engine) для отправки предложений SQL на выполнение и работы с возвращаемыми ими результатами. Движок этот работает в ядре сервера Oracle и написан сотрудниками самой компании Oracle, поэтому он является очень эффективным средством реализации бизнес-логики с использованием языка SQL.

Выборка данных является важнейшей операцией при реализации серверной бизнес-логики. Поэтому разработчики языка PL/SQL продумали и реализовали языковые конструкции, позволяющие просто и эффективно выполнять предложения SELECT языка SQL и осуществлять обработку их результирующих выборок. В других языках программирования с этим все намного сложнее.

Приведем цитату из интервью с Майклом Стоунбрейкером.

«…Сейчас мы общаемся с базами данных, используя ODBC и JDBC, встроенные в языки программирования. Это наихудшие интерфейсы на нашей планете. Я имею в виду, что они настолько ужасны, что их не пожелаешь даже злейшему врагу.

Взгляните на такой язык, как Ruby on Rails (www.rubyonrails.org). Этот язык расширен встроенными средствами доступа к базам данных. Не нужно обращаться к SQL; достаточно сказать: «for E in employee do», и для доступа к базе данных используются языковые конструкции и переменные. Это существенно облегчает работу программиста…».

Каркас приложений (framework) «Ruby на рельсах» для модного языка Ruby появился в 2004 году, а еще за 15 лет до этого в языке PL/SQL уже имелся курсорный цикл FOR и достаточно было написать «FOR E in (SELECT * FROM employee) LOOP». Простой и элегантный код.

Понятие курсора

Напомним, что к DML-предложениям языка SQL относятся предложения INSERT, UPDATE, DELETE и предложение SELECT, которое дальше будет также называться SQL-запросом. Курсором (cursor) в Oracle называется именованный указатель на приватную рабочую область в памяти, используемую в ходе обработки DML-предложений. Выполняя действия с курсором, можно получить доступ к результирующей выборке связанного в текущий момент времени с этим курсором SQL-запроса и к другим сведениям о ходе обработки SQL, например, получить число обработанных строк для предложений INSERT, UPDATE, DELETE.

В некоторых книгах проводится аналогия между курсором в окне текстового редактора и курсором в базе данных. В текстовом редакторе клавишами можно двигаться по просматриваемому тексту вверх и вниз, точно так же с помощью курсора базы данных можно пролистывать результирующую выборку для курсора с SQL-запросом.

В PL/SQL есть явные и неявные курсоры (explicit and implicit cursors):

явные курсоры объявляются с указанием текстов SQL-запросов в разделах объявлений блоков PL/SQL;

неявные курсоры используются при выполнении команд SELECT INTO и команд INSERT, UPDATE и DELETE.

Неявный курсор не объявляется в разделах объявлений, не имеет имени и называется неявным потому, что виртуальная машина PL/SQL автоматически неявно (то есть без участия программиста) выполняет необходимые действия с ним.

Явный курсор имеет имя, указываемое при объявлении курсора, и все действия с таким курсором должны быть явно указаны в исходном коде.

Код программы на языке PL/SQL состоит из команд PL/SQL. Отметим, что рассматриваемые далее INSERT, DELETE, UPDATE и SELECT INTO – это именно команды PL/SQL, а не предложения SQL, хотя и очень на них похожие. Для текста таких команд PL/SQL компилятором осуществляется препроцессинг, то есть обработка исходного кода для передачи на следующий шаг компиляции. Эта обработка заключается в подготовке предложений SQL для последующего их размещения в байт-коде программ PL/SQL, причем текст SQL будет отличаться от того текста, который был в соответствующих командах PL/SQL. Например, все переменные PL/SQL будут заменены на связываемые переменные SQL, а текст сформированных предложений SQL приведен к верхнему регистру.

Также в подготовленном компилятором PL/SQL байт-коде будут предусмотрены низкоуровневые вызовы сервера Oracle для выполнения этих сформированных предложений SQL: открытие курсоров, привязка значений переменных, выполнение, считывание строк результирующих выборок и закрытие курсоров.

Для неявных курсоров компилятор эти вызовы разместит в байт-коде автоматически, для явных курсоров – по командам PL/SQL, явно заданным программистом в исходном коде. Ответственность за правильное расположение этих команд лежит на программисте. Нарушение последовательности действий с явным курсором приводит к ошибкам этапа выполнения. Если, например, попытаться считать запись из неоткрытого курсора, то будет инициировано системное исключение.

Неявные курсоры для выборки данных

Неявный курсор для выборки данных используется для команды PL/SQL SELECT INTO, обладающей следующими свойствами:

результирующая выборка SQL-запроса должна содержать ровно одну строку (не ноль строк, не две, не три строки, а ровно одну);