SQL语言艺术 前言

作者: [美] Stéphane Faroult, Peter Robson 著 温昱 靳向. 出处:51CTO.com 　2008-03-26 17:17　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：《SQL语言艺术》主要对九种SQL经典查询场景以及其性能影响讨论实际案例。本文是前言部分。

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
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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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，也贡献了持续的热情来修改我冗长的句子、调整副词位置、斟酌替换词汇。Peter Robson和我在好几个大会上都碰过面，我们都是演讲者。

Jonathan Gennick担任本书编辑，这有点让人受宠若惊，Jonathan Gennick是O'Reilly出版的SQL Pocket Guide等畅销名著的作者。Jonathan是个非常尊重作者的编辑。由于他的专业、他对细节的关注、他的犀利视角，使本书的质量大大提升。同时，Jonathan也使本书的语言更具“中大西洋”风味（Peter和我发现，虽然我们保证按美国英语拼写，但还远远不够）。

我还要感谢很多人，他们来自三个不同的大陆，阅读了本书全部或部分草稿并坦诚地提出意见。他们是：Philippe Bertolino、Rachel Carmichael、Sunil CS、Larry Elkins、Tim Gorman、Jean-Paul Martin、Sanjay Mishra、Anthony Molinaro、Tiong Soo Hua。我特别感激Larry，因为本书的思想最初来自于我们的E-mail讨论。

我也要感谢O'Reilly的许多人，他们使本书得以出版。他们是：Marcia Friedman、Rob Romano、Jamie Peppard、Mike Kohnke、Ron Bilodeau、Jessamyn Read、Andrew Savikas。感谢Nancy Reinhardt卓越的手稿编辑工作。

特别感谢Yann-Arzel Durelle-Marc慷慨提供第12章用到的图片。感谢Paul McWhorter授权我们将他的战争图用于第6章。

最后，感谢Roger Manser和Steel Business Briefing的职员，他们为Peter和我提供了位于伦敦的办公室（还有大量咖啡）。感谢Qian Lena (Ashley)提供了本书开始引用的《孙子兵法》的中文原文。

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