Kapitel 7 SQL/XML. Teil des SQL-Standards Standards SQL:2003. Part-Standard. ISO/IEC 9075-n:2003. Multi-Part

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1 Kapitel 7 SQL/XML Teil des SQL-Standards Standards SQL:2003 Der Basisdatentyp XML Abbildung zwischen SQL und XML SQL und XQuery Multi-Part Part-Standard ISO/IEC 9075-n:2003 Part 1: SQL/Framework (92 Seiten) Part 2: SQL/Foundation (1310 Seiten) Part 3: SQL/CLI (Call( Call-Level Interface; 414 Seiten) Part 4: SQL/PSM (Persistent Stored Modules); 182 Seiten) Part 9: SQL/MED (Management of External Data; 504 Seiten) Part 10: SQL/OLB (Object( Language Bindings; 382 Seiten) Part 11: SQL/Schemata (Information and Definition Schemata; 284 Seiten) Part 13: SQL/JRT (Java Routines und Types; ; 212 Seiten) Part 14: SQL/XML (XML( XML-related Specifications; ; 154 Seiten) 7-2

2 SQL / XML Stellt neuen Datentyp XML mit darauf operierenden Funktionen bereit Definiert Abbildungen zwischen SQL und XML XML-Dokumente Speicherung von XML-Dokumenten in der Datenbank als Wert des XML-Datentyps SQL XQuery Generierung von XML-Dokumenten mittels SQL/XML- Funktionen SQL-Datenbank XML-Datentyp 7-3 Basisdatentyp XML ermöglicht Speicherung von XML-Werten in Tabellenspalten XML-Werte Werte: XML-Dokument (mit oder ohne Prolog) XML-Element Wald von XML-Elementen XML-Werte sind nicht vergleichbar keine Ordnungsrelation Standard-SQL unterstützt benutzerdefinierte Ordnungen Benutzer muss Ordnung explizit definieren, falls XML-Werte in Vergleichsprädikaten einer SQL-Anfrage vorkommen sollen können XML-Funktionen (später im Detail präsentiert sentiert) erzeugen XML-Werte aus SQL-Daten und anderen XML-Werten ermöglichen Zugriff auf Informationen in gespeicherten XML-Werten ID Autorennamen 123 <Autoren>Jim Beam</Autoren> 234 <Autoren>Johnny Walker</Autoren> 872 <Autoren>Jack, Jim Beam</Autoren> 7-4

3 Abbildung zwischen SQL und XML Abbildung von der SQL-Datenbank auf XML SQL-Zeichenmengen auf XML-Unicode (implementierungsabhängig) SQL-Identifiers auf XML-Names SQL-Datentypen auf XML-Schema-Datentypen SQL-Werte auf XML-Werte SQL-Tabellen auf XML-Dokumente und XML-Schema-Dokumente SQL-Schemata auf XML-Dokumente und XML-Schema-Dokumente SQL-Kataloge auf XML-Dokumente und XML-Schema-Dokumente Abbildung von XML auf die SQL-Datenbank XML-Unicode auf SQL-Zeichenmengen (implementierungsabhängig) XML-Names auf SQL-Identifiers 7-5 Abbildung zw.. SQL-Identifiers und XML-Names Bei regulären ren SQL-Identifiers erfolgt eine 1:1-Abbildung XML-Name wird vollständig in Grossbuchstaben notiert, z.b. Mitarbeiter <MITARBEITER> </MITARBEITER> Nicht jeder SQL-Identifier ist ein gültiger XML-Name, :, &, etc. Ungültige SQL-Identifier werden in "Escape-Notation" dargestellt, d.h. auf eine Sequenz von Hexits beginnend mit "_x" und endend mit "_" abgebildet Beispiele: Ω Gehalt:FY2000 Home_Town Abbildung ist reversibel _x03a9_ (the Unicode value) Gehalt_x003A_FY2000 Work_x0040_ home Home_x005F_ Town 7-6

4 Der sqlxml-namensraum (1) Zusammenspiel der Namensräume XMLSchema und SQLXML zur Definition der SQL-Basisdatentypen und Typkonstruktoren in XML ermöglicht Abbildung konstruierter und benutzerdefinierter SQL-Datentypen XML-zentrische Abbildung von SQL-Datentypen auf XML-Schema Schema-Typen Semantik des SQL-Datentyps wird mit Hilfe von Annotationen so exakt wie möglich in XML definiert: length maxlength characterset collation precision scale minexponent maxexponent userprecision leadingprecision maxelements final catalogname schemaname domainname typename mappedtype mappedelementtype Annotationen sind XML-Attribute 7-7 Der sqlxml-namensraum (2) <?xml version= "1.0"?> <xsd:schema xmlns:xsd= " targetnamespace= " xmlns:sqlxml=" <xsd:documentation> This document contains the definitions and annotations as defined in ISO/IEC :2003 (SQL/XML). </xsd:documentation> <xsd:simpletype name= "kindkeyword"> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="predefined"/> <xsd:enumeration value="domain"/> <xsd:enumeration value="row"/> <xsd:enumeration value="array"/> <xsd:enumeration value="multiset"/> <xsd:enumeration value="distinct"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> 7-8

5 Der sqlxml-namensraum (3) <xsd:simpletype name="typekeyword"> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="char"/> <xsd:enumeration value="varchar"/> <xsd:enumeration value="clob"/> <xsd:enumeration value="blob"/> <xsd:enumeration value="numeric"/> <xsd:enumeration value="decimal"/> <xsd:enumeration value="integer"/> <xsd:enumeration value="smallint"/> <xsd:enumeration value="bigint"/> <xsd:enumeration value="float"/> <xsd:enumeration value="real"/> <xsd:enumeration value="double PRECISION"/> <xsd:enumeration value="boolean"/> <xsd:enumeration value="date"/> <xsd:enumeration value="time"/> <xsd:enumeration value="timestamp"/> <xsd:enumeration value="interval YEAR"/> <xsd:enumeration value="interval MONTH"/> <xsd:enumeration value="interval DAY"/> <xsd:enumeration value="interval HOUR"/> <xsd:enumeration value="interval MINUTE"/> <xsd:enumeration value="interval SECOND"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> 7-9 Der sqlxml-namensraum (4) <xsd:element name="sqltype"> <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element name="name"type="fieldtype" minoccurs="0" maxoccurs="unbounded"/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name="kind"type="sqlxml:kindkeyword"/> <xsd:attribute name="name"type="sqlxml:typekeyword" use="optional"/> <xsd:attribute name="length"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="maxlength"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="characterset"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="collation"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="precision"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="scale"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="minexponent"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="maxexponent"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="userprecision"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="leadingprecision"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="maxelements"type="xsd:integer" use="optional"/> <xsd:attribute name="catalogname"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="schemaname"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="domainname"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="typename"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="mappedtype"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="mappedelementtype"type="xsd:string" use="optional"/> <xsd:attribute name="final"type="xsd:boolean" use="optional"/> </xsd:complextype> </xsd:element> 7-10

6 Der sqlxml-namensraum (5) <xsd:simpletype name="objecttype"> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="catalog"/> <xsd:enumeration value="schema"/> <xsd:enumeration value="base TABLE"/> <xsd:enumeration value="viewed TABLE"/> <xsd:enumeration value="character SET"/> <xsd:enumeration value="collation"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> <xsd:complextype name="fieldtype"> <xsd:attribute name="name"type="xsd:string"/> <xsd:attribute name="mappedtype"type="xsd:string"/> </xsd:complextype> <xsd:element name="sqlname"> <xsd:complextype> <xsd:attribute name="type"type="sqlxml:objecttype" use="required"/> <xsd:attribute name="catalogname"type="xsd:string"/> <xsd:attribute name="schemaname"type="xsd:string"/> <xsd:attribute name="localname"type="xsd:string"/> </xsd:complextype> <xsd:element name="sqlname"> </xsd:schema> 7-11 Abbildung von SQL-Basisdatentypen (1) CHARACTER CHARACTER(20) CHARACTER SET LATIN1 COLLATION DEUTSCH <xsd:simpletype name="char_20"> <sqlxml:sqltype kind="predefined" name="char" length="20" charactersetname="latin1" collation="deutsch"/> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:length value="20"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> Exakte Typbeschreibung basierend auf den Datentypen bzw. Typkonstruktoren aus SQLXML Abbildung auf Datentypen des XML-Schema 7-12

7 Abbildung von SQL-Basisdatentypen (2) NUMERIC NUMERIC(12,2) wobei die Implementierung 13 Stellen nutzt <xsd:simpletype name="numeric_12_2"> <sqlxml:sqltype kind="predefined" name="numeric" userprecision="12" scale="2"/> <xsd:restriction base="xsd:numeric"> <xsd:length value="13"/> <xsd:scale value="2"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> Für die verschiedenen SQL-Datentypen sind unterschiedliche Attribute vorgesehen, z.b. Präzision und Nachkommenstellenanzahl bei numerischen Datentypen 7-13 Abbildung von SQL-Basisdatentypen (3) SMALLINT wobei die Implementierung 16-Bits nutzt <xsd:simpletype name="smallint"> <sqlxml:sqltype kind="predefined" name="smallint"/> <xsd:restriction base="xsd:smallint"> <xsd:maxinclusive value="32767"/> <xsd: mininclusive value="-32768"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> DATE hat anders als in XML keinen TIME- Part; letzterer ist daher durch die Angabe von Mustern auszuschliessen <xsd:simpletype name="date"> <sqlxml:sqltype kind="predefined" name="date"/> <xsd:restriction base="xsd:date"> <xsd:pattern value= "\p{nd}{4}-\p{nd}{2}-\p{nd}{2}"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> 7-14

8 Grobe Zusammenfassung: Abbildung von SQL-Basisdatentypen SQL BOOLEAN CHAR VARCHAR, CLOB BLOB SMALLINT, INT, BIGINT NUMERIC, DECIMAL FLOAT DOUBLE DATE TIME TIMESTAMP INTERVAL XML-Schema Schema-Typ xsd:boolean xsd:string xsd:string xsd:base64binary xsd:integer xsd:decimal xsd:float xsd:double xsd:date xsd:time xsd:datetime xsd:duration Einschränkung xsd:length xsd:maxlength xsd:maxlength xsd:mininclusive, xsd:maxinclusive xsd:precision, xsd:scale xsd:pattern xsd:pattern xsd:pattern xsd:pattern 7-15 Abbildung von SQL-Wertebereichen CREATE DOMAIN ETH.DBS.Jobs CHAR(4) CHECK(VALUE IN ('Prof', 'Assi', 'Hiwi')); <xsd:simpletype name="domain.eth.dbs.jobs"> <sqlxml:sqltype kind="domain" catalogname="eth" schemaname="dbs" typename="jobs" mappedtype="char_4"/> <xsd:restriction base="char_4"> <xsd:enumeration value="prof"/> <xsd:enumeration value="assi"/> <xsd:enumeration value="hiwi"/> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> 7-16

9 Abbildung von SQL-Tupeltypen ROW(Vorname VARCHAR(25), Nachname VARCHAR(35)) <xsd:complextype name="row.name"> <sqlxml:sqltype kind="row"> <sqlxml:field name="vorname" mappedtype="varchar_25"/> <sqlxml:field name="nachname" mappedtype="varchar_35"/> </sqlxml:sqltype> <xsd:sequence> <xsd:element name="vorname" type="varchar_25"/> <xsd:element name="nachname" type="varchar_35"/> </xsd:sequence> </xsd:complextype> 7-17 Abbildung von SQL-Arraytypen DECIMAL(12,2) ARRAY[10] <xsd:complextype name="array.decimal_12_2"> <sqlxml:sqltype kind="array" maxelements="10"/> mappedelementtype="numeric_12_2"/> <xsd:sequence> <xsd:element name="element" minoccurs="0" maxoccurs="10" type="numeric_12_2"> </xsd:element> </xsd:sequence> </xsd:complextype> 7-18

10 Abbildung von SQL-Multimengentypen CHARACTER(20) MULTISET <xsd:complextype name="multiset.char_20"> <sqlxml:sqltype kind="multiset" mappedelementtype="char_20"/> <xsd:sequence> <xsd:element name="element" minoccurs="0" maxoccurs="unbounded" type="char_20"> </xsd:element> </xsd:sequence> </xsd:complextype> 7-19 Abbildung von SQL-Distinct Distinct-Typen CREATE TYPE ETH.DBS.Franken AS NUMERIC(12,2) FINAL <xsd:simpletype name="udt.eth.dbs.franken"> <sqlxml:sqltype kind="distinct" catalogname="eth" schemaname="dbs" typename="franken" mappedtype="numeric_12_2" final="true"/> <xsd:restriction base="numeric_12_2"/> </simpletype> 7-20

11 Abbildung von SQL-Werten auf XML-Werte Durch die Abbildung der Datentypen bestimmt Kleinere Ausnahmen bei numerische Datentypen Dezimalpunkt entfällt, wenn keine Nachkommastellen vorhanden sind Abbildung von speziellen Zeichen (<, &, etc.) eines Strings < < Zusammenspiel der Namensräume XML-Schema und SQLXML zur Definition der SQL-Basisdatentypen und Typkonstruktoren in XML ermöglicht Abbildung konstruierter und benutzerdefinierter SQL-Datentypen 7-21 Abbildung von SQL-Tabellen CREATE TABLE Mitarbeiter ( Name CHAR(20), Gehalt NUMERIC(12, 2) ); Name Joe Jim Gehalt Abbildung von SQL-Tabellenspalten auf XML-Elemente Abbildung von Tabellenzeilen auf <row>- XML-Elemente <MITARBEITER> <row> <NAME>Joe</NAME> <GEHALT>2000</GEHALT> </row> <row> <NAME>Jim</NAME> <GEHALT>3500</GEHALT> </row> </MITARBEITER> <xsd:complextype name="row.mitarbeiter"> <xsd:sequence> <xsd:element name="name" type="char_20"/> <xsd:element name="gehalt" type="numeric_12_2"/> </xsd:sequence> </xsd:complextype> <xsd:complextype name="table.mitarbeiter"> <sqlxml:sqlname type="base TABLE" localname="mitarbeiter"/> <xsd:sequence> <xsd:element name="row" type="row.mitarbeiter"/> </xsd:sequence> </xsd:complextype> <xsd:element name="mitarbeiter" type= "TABLE.MITARBEITER"/> 7-22

12 XMLGEN XML-Funktionen generiert ein XML-Dokument mittels einer Anfrage in XQuery XMLELEMENT erzeugt ein XML-Element aus einer Werteliste XMLATTRIBUTES erzeugt XML-Attribute XMLFOREST erzeugt aus beliebigen Werten einen Wald von XML-Elementen XMLCONCAT konkateniert mehrere XML-Elemente zu einem Wald XMLAGG aggregriert die XML-Elemente einer Gruppe 7-23 XMLGEN (1) XMLGEN(<XQuery-Konstruktor>[, <XMLGEN-Variable>...] ) <XMLGEN-Variable> := <Wertausdruck>[AS <Variablenname>] erzeugt einen XML-Wert aus einer Anfrage gemäss XQuery 1.0 Beispiel: Mitarbeiter Name Joe Jim Gehalt SELECT XMLGEN('<Mitarbeiter Name="{$Name}"> <Gehalt>{12*$Gehalt}</Gehalt> </Mitarbeiter>') AS Angestellte XMLGEN ermöglicht XML-Sichten auf SQL-Daten Angestellte <Mitarbeiter Name="Joe"> <Gehalt>24000</Gehalt> </Mitarbeiter> <Mitarbeiter Name="Jim"> <Gehalt>42000</Gehalt> </Mitarbeiter> 7-24

13 XMLGEN (2) CREATE TABLE Berichte (ID INTEGER, Inhalt XML); Berichte ID Inhalt 123 <Bericht>... <Autor>Jim Beam</Autor> <Titel>Beam Dir einen Whisky</Titel>... <Datum> </Datum> </Bericht> 234 <Bericht><Autor>Johnny Walker</Autor><Datum> </Datum> <Titel>Whisky, Walking and Talking</Titel>... </Bericht> 872 <Bericht> <Titel>Great Single Malts</Titel>... <Autor>Jack</Autor> <Autor>Jim Beam</Autor> <Datum> </Datum> </Bericht> SELECT ID, XMLGEN('FOR $a IN $Inhalt//Autor RETURN <Autoren>{$a/text()}</Autoren>') AS Autorennamen FROM Berichte; XMLGEN ermöglicht XML-Sichten auf XML-Werten ID Autorennamen 123 <Autoren>Jim Beam</Autoren> 234 <Autoren>Johnny Walker</Autoren> 872 <Autoren>Jack</Autoren> <Autoren>Jim Beam</Autoren> 7-25 XMLELEMENT XMLELEMENT(NAME <Elementname> [, XMLATTRIBUTES(<XML-Attributliste>)] [, <Wertausdrucksliste>]) <XML-Attribut> := <Wertausdruck> [AS <Attributname>] erzeugt ein XML-Element Elementinhalt Umbenennung des Attributnamens Beispiel: Mitarbeiter Name Joe Jim Gehalt SELECT XMLELEMENT(NAME "Mitarbeiter", XMLATTRIBUTES(Gehalt), Name) AS Element Element <Mitarbeiter GEHALT="2000">Joe</Mitarbeiter> <Mitarbeiter GEHALT="3500">Jim</Mitarbeiter> 7-26

14 XMLFOREST XMLFOREST(<XML-Forest-Elementliste>) <XML-Forest-Element>:=<Wertausdruck> [AS <Elementname>] erzeugt einen Wald von XML-Elementen mit optionalen Attributen Beispiel: Mitarbeiter Name Joe Jim Gehalt SELECT XMLFOREST(Name, XMLELEMENT(NAME "Euro", 12*Gehalt) AS Einkommen) AS Mitarbeitergehalt Mitarbeitergehalt <NAME>Joe</NAME> <Einkommen> <Euro>24000</Euro> </Einkommen> <NAME>Jim</NAME> < Einkommen> <Euro>42000</Euro> </Einkommen> 7-27 XMLCONCAT XMLCONCAT(<XML-Wertausdrucksliste>) konkateniert XML-Elemente zu einem Wald Beispiel: Mitarbeiter Name Joe Jim Gehalt SELECT XMLCONCAT( XMLELEMENT(NAME "Name", Name), XMLELEMENT(NAME "Euro", 12*Gehalt)) AS Mitarbeitergehalt Mitarbeitergehalt <Name>Joe</Name> <Euro>24000</Euro> <Name>Jim</Name> <Euro>42000</Euro> 7-28

15 XMLAGG XMLAGG(<XML-Wertausdruck>[ORDER BY, <Sortierausdrucksliste>] ) aggregiert die XML-Elemente einer Gruppe Beispiel: Mitarbeiter Name Gehalt Joe Jim Jim 5000 SELECT Name, XMLAGG( XMLELEMENT(NAME "Gehalt", Gehalt)) AS Einkommen FROM Mitarbeiter GROUP BY Name; Name Joe Jim Einkommen <Gehalt>2000</Gehalt> <Gehalt>3500</Gehalt> <Gehalt>5000</Gehalt> 7-29 XMLGEN vs. XMLELEMENT, XMLFOREST, XMLCONCAT SELECT XMLELEMENT(NAME "Mitarbeiter", XMLATTRIBUTES(Gehalt), Name) SELECT XMLGEN('<Mitarbeiter GEHALT="{$Gehalt}"> {$Name/data()} </Mitarbeiter>') SELECT XMLFOREST(Name, XMLELEMENT(NAME "Euro, 12*Gehalt) AS Einkommen) SELECT XMLGEN('<NAME>{$Name}</NAME> <Einkommen> <Euro>{12*$Gehalt}</Euro> </Einkommen>') SELECT XMLCONCAT( XMLELEMENT(NAME "Name", Name), XMLELEMENT(NAME "Euro", 12*Gehalt)) SELECT XMLGEN('<Name>{$Name}</Name> <Euro>{12*$Gehalt}</Euro>') XMLELEMENT, XMLFOREST, XMLCONCAT sind syntaktischer Zucker für einige e Spezialfälle von XMLGEN 7-30

16 XMLEXISTS (nicht mehr im Draft von SQL:2003 enthalten) XMLEXISTS XMLEXISTS(<XML-Wertausdruck>, <XQuery-Ausdruck> [, <Namensraum>]) ergibt True,, wenn die Anfrage auf dem XML-Wert ein nicht-leeres Ergebnis liefert Beispiel: Berichte ID Inhalt 123 <Bericht>... <Autor>Jim Beam</Autor> <Titel>Beam Dir einen Whisky</Titel>... <Datum> </Datum> </Bericht> 234 <Bericht><Autor>Johnny Walker</Autor><Datum> </Datum> <Titel>Whisky, Walking and Talking</Titel>... </Bericht> 872 <Bericht> <Titel>Great Single Malts</Titel>... <Autor>Jack</Autor> <Autor>Jim Beam</Autor> <Datum> </Datum> </Bericht> SELECT ID ID FROM Berichte WHERE XMLEXISTS(Inhalt, '//Autor["Jack"]'); 872 Obige Anfrage ist wie folgt mit XMLGEN formulierbar: SELECT ID FROM Berichte WHERE EXISTS(XMLGEN('{$Inhalt//Autor["Jack"]}')); 7-31 XMLEXTRACT (nicht mehr im Draft von SQL:2003 enthalten) XMLEXTRACT XMLEXTRACT(<XML-Wertausdruck>, <XPath-Ausdruck>) extrahiert einen durch eine XPath-Anfrage definierten Ausschnitt des XML- Wertes Beispiel: SELECT ID, XMLEXTRACT(Inhalt, '//Titel') AS Berichttitel FROM Berichte; ID Berichttitel 123 <Titel>Beam Dir einen Whisky</Titel> 234 <Titel>Whisky, Walking and Talking</Titel> 872 <Titêl>Great Single Malts</Titel> Obige Anfrage ist wie folgt mit XMLGEN formulierbar: SELECT ID, XMLGEN('{$Inhalt//Titel}') AS Berichttitel FROM Berichte; 7-32

17 Ausblick Normierung ist noch nicht vollständig abgeschlossen In der Diskussion für zukünftige Versionen sind unter anderem Funktionen zum Erzeugen von SQL-Daten aus XML-Dokumenten Updates auf XML-Dokumenten Volltextsuche auf XML-Dokumenten Details zu SQL/XML in Can Türker: SQL:1999 & SQL:2003 Objektrelationales SQL, SQLJ & SQL/XML, dpunkt-verlag Verlag,, Heidelberg,