10. XML und XQuery. Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Lehner

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1 10. XML und XQuery Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Lehner

2 XML in DB2 XML in DB2 vor Version 9 als CLOB mit XML-Extender: Dekomposition von XML-Dokumenten auf relationale Tabellen XML in DB2 ab Version 9 Datentyp XML für wohlgeformte XML-Dokumente internes Speicherformat hierarchische Speicherung Anfragen mittels XQuery, SQL oder Kombination XML-Indizes 10 XML und XQuery 2

3 XQuery-Datenmodell und XML-Schema 10 XML und XQuery 3

4 XQuery Datenmodell XQuery-Datenmodell (XDM) Interne Darstellung eines XML-Dokumentes Instanz des XDM: Sequenz Sequenz: geordnete Sammlung von null oder mehreren Elementen Element: atomarer Wert, Knoten, komplettes XML-Dokument atomarer Wert: definiert durch XML-Schema (xs:string, xs:integer, xs:decimal, xs:date, ) Knoten: Dokumentknoten, Elementknoten, Attributknoten, Textknoten, Eigenschaften keine Unterscheidung zwischen einelementiger Menge und dem Element selbst keine geschachtelten Sequenzen Beispiele (42, "text ", <wichtig/>) XML und XQuery 4

5 XML-Schema XML-Schema Informationen zur Struktur des XML-Dokuments Art der Schachtelung von Elementen Häufigkeit des Auftretens von Elementen Attribute von Elementen sowie Datentyp und Wertebereich kann aus mehreren XML-Schemadokumenten bestehen XML-Schema Repository (XSR) in DB2 Informationen zum Validieren und Verarbeiten von XML-Dokumenten (XML-Schema, DTD, externe Objekte) Katalogsicht SYSCAT.XSROBJECTS XML-Schema registrieren REGISTER XMLSCHEMA <schemauri> FROM <contenturi> AS <relationalidentifier> XML-Schema überprüfen, Registrierung abschließen COMPLETE XMLSCHEMA <relationalidentifier> XML-Schema entfernen DROP XSROBJECT <relationalidentifier> 10 XML und XQuery 5

6 Einfügen, Ändern und Löschen von XML-Daten Einfügen von XML-Daten Validierung optional implizites oder explizites Parsen der Daten Beispiele INSERT INTO xmltab (xmlcol) VALUES ('<doc>...</doc>') INSERT INTO xmltab (xmlcol) VALUES ( XMLVALIDATE (XMLPARSE (DOCUMENT '<doc>...</doc>') ACCORDING TO XMLSCHEMA ID myschema)) Ändern von XML-Daten Früher: keine Änderungen an XML-Dokumenten möglich gesamtes XML- Dokument ersetzen Ab DB2 9 auch einzelne Zeilen änderbar SQL UPDATE Statement oder SP DB2XMLFUNCTIONS.XMLUPDATE Löschen von XML-Daten Spaltenwert auf NULL setzen 10 XML und XQuery 6

7 XQuery 10 XML und XQuery 7

8 XQuery XQuery vom W3C standardisierte XML-Anfragesprache eigenständige Anfragesprache in DB2 Einbettung in und von SQL möglich XQuery vs. SQL Datenmodell XQuery hierarchisch, geordnet SQL flach, mengenorientiert Ergebnisse Sequenz von XML-Daten Menge verschiedener SQL- Datentypen Groß-/Kleinschreibung auf Objekt-ebene relevant ja Nein NULL-Werte nein Ja 10 XML und XQuery 8

9 XPath XPath Bestandteil von XQuery Navigation durch XML-Dokument Beispiele alle -Adressen aller Kunden /Client/ erste -Adresse des Kunden mit der ID 123 alle -Adressen aller Kunden aus Kalifornien /Client[Address/state="CA"]/ /Client/Address[state="CA"]/../ alle Städte unterhalb des direkten Kindknotens aller Kunden /Client/*/city alle -Adressen im gesamten XML-Dokument // <Client id="..."> < >...</ > <Address> <city>...</city> <state>...</state> </Address> </Client> 10 XML und XQuery 9

10 FLWOR FLWOR komplexe Anfragen an XML-Dokumente for: Iteration durch Eingabesequenz, Variablenbindung bei jedem Durchlauf let: Variablendeklaration und Wertzuweisung (keine Iteration!) where: Filter order by: Sortierung return: Ergebniskonstruktion Beispiele for $i in (1,2,3) return <out>{$i}</out> <out>1</out>, <out>2</out>, <out>3</out> let $i := (1,2,3) return <out>{$i}</out> <out>1 2 3</out> for $i in (3,2,1) where $i>1 order by $i return <out>{$i}</out> <out>2</out>, <out>3</out> 10 XML und XQuery 10

11 XML-Anfragen in DB2 10 XML und XQuery 11

12 Beispiel Tabelle person: firstname lastname age address Kathy Smith 32 Larry Menard 45 XML-Dokumente mit Adressinformation <address country="canada"> <street>25 East Creek</street> <city>markham</city> <phone type="home"> </phone> </address> 10 XML und XQuery 12

13 XQuery als eigenständige Anfragesprache XQuery als eigenständige Anfragesprache Kennzeichnung durch Schlüsselwort XQUERY Eingabedaten für XQuery mittels db2-fn:xmlcolumn Achtung: Tabellen- und Spaltennamen in Großbuchstaben! In XQuery Groß-/Kleinschreibung beachten Beispiel Telefonnummern aller Personen aus Markham XQUERY for $addr in db2-fn:xmlcolumn('person.address')/address where $addr/city = "Markham" return $addr/phone oder kurz: XQUERY db2-fn:xmlcolumn('person.adress')/address[city = "Markham"]/phone 10 XML und XQuery 13

14 SQL in XQuery SQL in XQuery eingebettete SQL-Anfrage mittels db2-fn:sqlquery SQL-Anfrage muss XML-Daten zurückliefern Maskierung einfacher Anführungszeichen erforderlich In SQL keine Groß-/Kleinschreibung beachten Beispiel Telefonnummer von Kathy Smith XQUERY let $phone := db2-fn:sqlquery(' SELECT address FROM person WHERE firstname = ''Kathy'' AND lastname = ''Smith'' ')/address/phone/text() return <kathysphone>{$phone}</kathysphone> 10 XML und XQuery 14

15 XQuery in SQL XQuery in SQL Projektion von XML-Daten in SQL-Anfrageergebnis mit XMLQUERY Erzeugen einer relationalen Tabelle aus XML-Daten mit XMLTABLE Einschränkung der Ergebnismenge mit XMLEXISTS Beispiel Name und Telefonnummer aller Personen über 40, für die eine -Adresse angegeben ist SELECT firstname, lastname, XMLQUERY('$doc/address/phone' passing address as "doc") as phone FROM person WHERE age > 40 AND XMLEXISTS('$doc/address/ ' passing address as "doc") PASSING Übergeben von Spalten, Ausdrücken oder Literalen, durch Komma getrennt 10 XML und XQuery 15

16 XML-Funktionen in SQL XML-Funktionen XMLPARSE() Zeichendaten, Binärdaten XDM XMLSERIALIZE() XDM Zeichendaten, Binärdaten XMLVALIDATE() Gültigkeitsüberprüfung von Struktur, Inhalt und Datentypen eines XML-Dokuments Nur XMLSchema (keine DTD) XMLCAST() Datentypenkonvertierung zwischen XML- und SQL-Datentypen XMLEXISTS() Überprüfung, ob XQuery-Ausdruck nicht-leere Sequenz zurückgibt 10 XML und XQuery 16

17 XML-Funktionen in SQL XML-Funktionen (2) für XML-Ausgabe XMLELEMENT() Definition von XML-Elementen XMLATTRIBUTES(), XMLNAMESPACES() Definition von Attributen bzw. Namensräumen in XML-Elementen Beispiel SELECT XMLELEMENT( NAME tabname, XMLNAMESPACES(DEFAULT ), XMLATTRIBUTES(colcount AS colcount ), tabname) FROM syscat.tables WHERE tabschema= DB2INST1 Ergebnis: <tabname colcount= 3 xmlns= > CUSTOMER </tabname> 10 XML und XQuery 17

18 XML-Funktionen in SQL XML-Funktionen (3) für XML-Ausgabe XMLFOREST() Wie XMLELEMENT(), nur einfache Generierung von XML-Elementen ohne Attribute oder Namensräumen XMLAGG() Aggregationsfunktion - Zusammenfügen der durch eine Gruppierung zusammengehörigen XML- Werte XMLPI() Ausschreiben von Verarbeitungsinstruktionen für Präprozessoren (<?...?>) XMLCONCAT(),XMLTEXT(), XMLCOMMENT() 10 XML und XQuery 18

19 XML-Indizes 10 XML und XQuery 19

20 XML-Indizes XML-Indizes auf Komponente des XML-Dokumentes (nicht gesamte Spalte) Identifizierung des zu indexierenden Teils durch XML-Muster (eingeschränkter XPath-Ausdruck) auf Elementen und Attributen möglich auch // und * unterstützt Angabe eines SQL-Datentypes für die indexierten Werte erforderlich (DATE, TIMESTAMP, VARCHAR oder DOUBLE) nur einzelne XML-Spalten indexierbar (keine zusammengesetzten Indizes) mehrere Indizes für eine XML-Spalte möglich Beispiel CREATE INDEX p_xml_idx ON person (address) GENERATE KEY USING XMLPATTERN AS SQL VARCHAR(20) 10 XML und XQuery 20

21 XML-Indizes Bedingungen für Indexnutzung Index auf komplexen Elementen möglich, aber Auswirkung auf Anfrage Beispiel: <name> <first>kathy</first> <last>smith</last> </name> CREATE INDEX... USING XMLPATTERN '//name' AS SQL VARCHAR(50) Prädikat muss [name="kathysmith"] lauten Index auf Textknoten Anfrage nach Textknoten Übereinstimmung des Datentyp des Literals eines Prädikates mit Datentyp des Indexes relevant für DOUBLE /element[element = "value"] keine Indexnutzung /element[element = value] Indexnutzung 10 XML und XQuery 21

22 Anforderungen und Einschränkungen Anforderungen an Datenbank Unicode-Datenbank (UTF-8) Einschränkungen an XML-Spalten nicht als Schlüssel verwendbar (z.b. Primär-, Fremdschlüssel, eindeutige Schlüssel, ) nicht in relationale Indizes keine Standardwerte oder generierten Werte an Datenbank keine Partitionierung (ab V9.7) keine Längenbeschränkung für XML-Spalten, aber für serialisierte XML-Daten: 2GB 10 XML und XQuery 22

23 Zusammenfassung XQuery-Datenmodell Sequenzen, Elemente, Knoten XML-Schema Validierung von XML-Daten DML und Austausch von XML-Daten Besonderheiten im Umgang mit XML-Daten XQuery eigenständig oder eingebettet XML-Indizes Anfrageoptimierung mit Indizes auf XML-Dokumenten Bedingungen für die Indexnutzung 10 XML und XQuery 23

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