Go homepage(回首页) Upload pictures (上传图片) Write articles (发文字帖)
The author:(作者)归海一刀published in(发表于) 2014/2/3 6:38:51 SQLServer2005中的XML选项详解(2)_[SQL Server教程]
五、关系/XML 集成的服务器端支持 (FOR XML/OPENXML)
SQL Server 通过 SELECT 语句的 FOR XML 扩展功能，支持在服务器端以 XML 文档的形式返回 SQL 查询结果。另外，关键字 OPENXML 还能够提供从 XML 文档中提取行集合的能力。
FOR XML
服务器端的 FOR XML 支持四种 XML 转换模式 - RAW、AUTO、EXPLICIT 和 PATH。
默认情况下，RAW 模式将查询结果集中的每一行映射到一个 XML 元素，并将行中的每一列映射到一个属性。当使用 ROW 模式指定 ELEMENTS 选项时，行中的每一列将被映射到为该行生成的元素的子元素中。还可以通过指定 XMLSCHEMA 选项为所生成的 XML 请求一个内联方案。
AUTO 模式支持生成嵌套的 XML 元素，默认情况下，FROM 子句中的每个表（在 SELECT 子句中至少列出一列）将映射到一个 XML 元素，SELECT 子句中的列将映射到属性（如果指定 ELEMENTS 选项，则映射到子元素）。
EXPLICIT 模式能够最大限度地控制由查询结果生成的 XML 的格式。使用它，您可以通过在查询中指定所需的 XML 格式来生成任何格式的 XML。
使用 EXPLICT 模式编写复杂的 XML 文档是相当繁琐的。如果不想编写复杂的 EXPLICIT 模式请求，还可以使用 PATH 模式，该模式还具有编写嵌套 FOR XML 查询和 TYPE 指令以返回 XML 类型实例的能力。PATH 模式通过将列名解释为类似 XPath 的语法，将 SELECT 查询返回的行集合中的列映射到属性和子元素。有关 SQL Server 2005 中 FOR XML 增强功能的详细信息，请参见 What's New in FOR XML in Microsoft SQL Server 2005 白皮书。
OPENXML
OPENXML 与 sp_xml_preparedocument 和 sp_xml_removedocument 系统存储过程共同提供了 XML 文档的关系行集合视图。为了对 XML 文档使用 OPENXML，必须使用 sp_xml_preparedocument 创建 XML 文档的一个内存中表示。此存储过程使用 MSXML 分析器分析 XML 文档，并向 XML 文档返回一个可用于 OPENXML 的句柄。现在，XML 文档句柄、行模式（将 XML 数据的节点映射到行的 XPath 表达式）、行集合方案以及行集合列与 XML 节点之间的映射等参数都可以传递到 OPENXML 以获得行集合。当不再需要 XML 文档时，必须使用 sp_xml_removedocument 存储过程将其从内存中卸载。
FOR XML 的增强功能
在 SQL Server 2005 中，FOR XML 增强了以下功能：
? 使用新的 TYPE 指令转换 FOR XML 结果的类型
? 将 FOR XML 的结果分配给各种类型的 XML
? 对 FOR XML 查询进行嵌套处理，以生成 XML 层次结构
? 使用新的 PATH 模式生成复杂的 XML 文档
? 使用 XMLDATA 和 XMLSCHEMA 选项分别生成 XDR 或 XSD 格式的内联方案
? 在 RAW 模式下使用 ELEMENTS 指令生成以元素为主的 XML
? 在 ELEMENT 指令中使用 XSINIL 选项，将 NULL 值映射到属性为 xsi:nil="true" 的元素
OPENXML 的增强功能
在 SQL Server 2005 中，OPENXML 的功能得到了增强，支持以下功能：
? 将 XML 类型数据传递到 sp_xml_preparedocument
? 在 WITH 子句中使用新数据类型
使用 FOR XML 和 OPENXML 编写和分解 XML 文档非常适用于以下情况：
? 应用程序需要按照一定的关系存储数据，并将此信息以 XML 的形式公开给另一个应用程序。
? 应用程序不需要保留 XML 的顺序。
? 应用程序要执行大量元素级 DML 操作。
? 应用程序需要进行深入的数据访问和更新。
? 应用程序需要通过 Web 服务公开关系数据。
分析方案
方案 3 中的要求（请参见方案 3：汽车制造商与零件供应商之间的数据交换 II 一节）是提供一种 Web 服务，使供应商可以使用该服务获得发票的状态或者获得付款说明的副本。FOR XML 与 Web 服务结合，提供了一种解决方案，允许制造商在 Internet 上公开这些服务。供应商可以使用 Web 服务查询其发票的状态。然后，Web 服务将使用供应商提供的发票 ID，并使用 FOR XML 语句从关系数据中生成 XML 格式的响应。生成的 XML 文档将返回给供应商。在当前方案中，使用基于 FOR XML 语句的方法具有以下优点：
? FOR XML 提供了一种从关系数据中动态编写简单 XML 文档的简单方法。
? 当用于编写简单的 XML 文档时，FOR XML 查询较 XML 视图更易于维护。
优点
使用 FOR XML/OPENXML 的优点如下：
? FOR XML 提供了一种在服务器上从关系数据生成 XML 的简单方法。
? FOR XML 提供了通过 Web 服务公开商业信息的能力。
? 使用 OPENXML，可以将行集合以 XML 格式传递给存储过程，这将使您能够在一个网络往返中进行大量的 INSERT、UPDATE 和 DELETE 操作。
? FOR XML 与 XSL 结合，可用于应用程序集成或商业集成。
限制
使用 FOR XML/OPENXML 编写和分解 XML 文档的限制如下：
? 使用 FOR XML 的 EXPLICT 选项构造 XML 的结构非常困难。
? 很难维护使用 FOR XML EXPLICIT 编写的复杂查询。
? 由 FOR XML AUTO 生成的 XML 文档可能会公开数据库表名和列信息，导致无意中泄漏信息。这种情况可以通过为表和列指定别名加以避免。
使用 FOR XML 和 OPENXML 的示例
以下示例使用 SQL Server 2005 附带的 AdventureWorks 数据库。此示例使用 FOR XML 为指定范围内的客户从 [Sales.Customer]、[Sales.SalesOrderHeader]、[Production.Product] 和 [Sales.SalesOrderDetail] 表中获得客户、订单以及订单详细信息等信息。
示例：使用 FOR XML SELECT Cust.CustomerID,
OrderHeader.CustomerID,
OrderHeader.SalesOrderID,
Detail.SalesOrderID, Detail.LineNumber,Detail.ProductID,
Product.Name,
Detail.OrderQty
FROM Sales.Customer Cust,
Sales.SalesOrderHeader OrderHeader,
Sales.SalesOrderDetail Detail,
Production.Product Product
WHERE Cust.CustomerID = OrderHeader.CustomerID
AND OrderHeader.SalesOrderID = Detail.SalesOrderID
AND Detail.ProductID = Product.ProductID
AND (Cust.CustomerID BETWEEN 44 AND 46)
ORDER BY OrderHeader.CustomerID,
OrderHeader.SalesOrderID
FOR XML AUTO
查询结果如下：
以下示例使用 OPENXML 和 XPath 表达式提取 XML 文档中指定的订单详细信息。示例：使用 OPENXMLDECLARE @XmlDocumentHandle int
DECLARE @XmlDocument nvarchar(max)
SET @XmlDocument = N' '
-- 创建 XML 文档的内部表示。EXEC sp_xml_preparedocument @XmlDocumentHandle OUTPUT, @XmlDocument
-- 使用 OPENXML 行集合提供程序执行 SELECT 语句。
SELECT *
FROM OPENXML (@XmlDocumentHandle, '/ROOT/Cust/OrderHeader/Detail',2)
WITH (CustomerID varchar(10) '../@CustomerID',
OrderID int '../@SalesOrderID',
LineNumber int '@LineNumber',
ProductID int '@ProductID',
Quantity int '@OrderQty')
-- 删除内部表示。EXEC sp_xml_removedocument @XmlDocumentHandle
查询结果如下：--------------------------------------------------------
CustomerID OrderID LineNumber ProductID Quantity
--------------------------------------------------------
44 53575 2 952 2
44 53575 1 969 1
44 53575 3 972 1
44 59024 1 972 3
44 59024 2 957 2
46 48354 1 730 1
六、SQL Server 2005 中的 XML 数据类型
XML 数据的层次结构特性使其很难被建模成关系数据，因为这会使数据结构变得非常复杂（如层次的深度将增加等）。而且，当 XML 数据映射到关系数据时，也无法保留 XML 实例中的元素顺序，因此从分解得到的关系数据编写原始的 XML 文档代价相当高。由于关系模型对存储 XML 数据有诸多限制，因此在内部存储 XML 实例是一种较理想的方法。内部 XML 实例不会受关系模型的限制，并能提供多种功能，例如能够处理层次结构或嵌套数据、能够保留元素顺序、能够直接存储和检索 XML 数据以及能够灵活地支持多种方案等。
Microsoft SQL Server 2005 为 XML 数据处理提供了广泛支持。使用 SQL Server 2005，XML 值可存储在内部的 XML 数据类型列中，可以根据 XML 方案的集合设置其类型，也可以不设置类型。还可以通过 XQuery 和 XML DML 支持深入的数据处理，后者是针对数据修改的扩展。此外，还可以为 XML 列创建索引，以提高查询性能。
有类型的 XML
有类型的 XML 非常适用于拥有描述 XML 数据的 XML 方案的情况。在这些情况下，可以将 XML 方案的集合与 XML 列关联，以生成有类型的 XML。对 XML 类型列的验证是根据与该列关联的 XML 方案集合进行的。另外，包含有类型的 XML 数据的查询比包含无类型的 XML 数据的查询的性能要好，因为它不需要在运行时转换节点值。
无类型的 XML
无类型的 XML 适用于有方案但不想让服务器验证数据的情况，或者没有方案的情况。在下列情况下，即使有方案，可能也要存储无类型的 XML：
? 没有固定的方案
? 在服务器端存储数据之前，已在客户端进行验证
? 临时存储根据方案确定无效的 XML 数据
? 使用服务器端不支持的方案组件（如 key/keyref）
即使无类型的 XML 文档不与任何方案关联，系统仍要对其进行检查，以确保其格式良好。值得注意的是，由于无类型的 XML 需要在运行时转换节点值，其性能会受到一定的影响，因为节点值是作为 Unicode 字符串内部存储的。
XML 数据类型的使用方案
使用 SQL Server 2005 中的新 XML 数据类型，可以实现以下功能：
? 创建既包含关系列，又包含有 XML 类型列的表。
? 通过与 XML 方案集合关联，创建有类型的 XML 列类型。
? 对涉及其他 XML 或非 XML 类型列的 XML 列进行限制，以强制实现业务规则。
? 创建可用于存储 XML 数据类型实例的 XML 类型的变量。
? 为存储过程或用户定义的函数创建 XML 类型的参数。
? 从用户定义的函数中返回 XML 类型值。
? 将使用新的 TYPE 指令获得的 FOR XML 查询结果分配给 XML 类型的变量。
? 运行 XQuery 子集，在 XML 结构内查询并转换 XML 数据。
? 根据 XML 类型的列创建计算列。
? 为 XML 类型的列创建 XML 索引，以提高查询性能。
? 使用 XML DML 对 XML 实例进行元素级的插入、删除和更新操作。
? 将 XML 类型数据的实例传递到 sp_xml_preparedocument，以准备 XML 文档的内存中表示。
? 使用 XQuery 和 XML DML 编写包含关系和 XML 列的跨域查询。
? 使用 CAST 和 CONVERT，分别将 XML 类型转换为 varchar 或 nvarchar 类型。
? 使用 CAST 或 CONVERT，将字符串数据类型（如 [n]varchar、[n]text、varbinary 和 image）转换为 XML 类型。
XML 数据类型方法和 XML DML
可以通过五种方法对 XML 数据类型列进行查询和处理。使用 XML 数据类型的 query() 方法，可以提取 XML 文档的片段；query() 方法接受 XQuery 表达式作为参数，并返回无类型的 XML 实例；使用 value() 方法，通过指定 XQuery 表达式以及需要返回的 SQL 类型，可以从 XML 实例中提取标量值；使用 exist() 方法，可以检查 XML 实例是否存在；使用 nodes() 方法，可以方便地将 XML 文档分解为关系数据。
使用 modify() 方法，可以对 XML 实例进行数据处理。通过 XQuery 中添加的 insert、delete 和 update 关键字提供了对 XML DML 的支持。使用 insert、delete 和 update 关键字可以分别插入、删除和更新一个或多个节点。
XML 索引
如果 XML 实例非常大，那么在对 XML 数据类型列执行查询处理操作时所进行的分析和分解可能要持续相当长的时间。在这些列上创建索引将提高对 XML 数据类型的查询性能。XML 数据的大小和使用方案对确定所需的索引类型非常重要。SQL Server 支持两种类型的索引 - 主 XML 索引和次 XML 索引；没有前者，后者就不能存在。
在 XML 列上创建主 XML 索引，将分解 XML BLOB 并将这些值存储在一个内部表中。这样，由于运行时不必进行分解，就可以提高运行时的查询性能。根据使用方案的不同，还可以创建次 XML 索引，进一步提高查询性能。可以创建三种类型的次 XML 索引 - PATH、PROPERTY 和 VALUE，分别提高路径、属性和值的查询性能。有关为 XML 类型列选择适当的次索引的方法，请参见“Performance Optimizations for the XML Data Type”白皮书。
将 XML 文档存储为 XML 数据类型非常适用于以下情况：
? 应用程序需要保留 XML 实例的信息集内容。XML 文档的信息集内容包括文档层次结构、元素顺序、元素值及属性等。应用程序不保留属性顺序、命名空间前缀、无关紧要的空格以及 XML 声明等信息。
? 应用程序需要对 XML 文档进行元素级的修改和查询操作。
? 应用程序需要 XML 数据类型列的索引，以加快查询处理。
? XML 数据不一定有方案。
? 应用程序使用各种结构的 XML 文档，或者 XML 文档要符合难以映射到关系结构的各种不同或复杂方案。
分析方案：内容管理系统
现在，让我们来分析一下 XML 使用方案中介绍的内容管理系统。出版公司要处理文本、图像、音频、视频等各种形式的信息。可独立使用的信息块是从各种来源收集并在数据库中进行维护的。这些信息块被称为“组件”。将各个组件组装起来即可创建文档。文档中要包括哪些组件取决于用户的需要。这些文档将通过各种渠道发送给预订的用户。内容管理系统通常需要具有高性能、高可缩放性地存储、检索、搜索和更新内容的能力。
XML 作为一种统一标准的数据模型提供了一种极好的方法，可以在同一个文档中同时存储 XML 数据和 XML 内容。XML 还具有将显示方式与数据本身隔离的能力，这一点非常重要，因为相同的信息用于不同用户的显示方式可能不同。SQL Server 2005 提供的内置 XML 数据类型可以满足这种内容管理系统的需要。通过 XML 数据类型，可以存储 XML 文档，使用 XML DML 在元素级修改 XML 文档，以及使用 XQuery 对 XML 文档进行查询。
分析方案：客户调查
在客户调查 XML 使用方案中，主要要求是存储具有多种方案的调查信息。不能使用一个关系表为没有固定方案的数据建模。包含 XML 列的关系表是存储此类信息的最佳选择。还可以为关系表另外添加一列，用于存储调查类型。通过使用调查类型列提取该调查类型的所有记录，可以对与某种类型调查相关的信息进行分析。在一般的调查中，用户通常不会回答所有问题。因此，与其创建多个列（每列对应调查中的一个问题）并在数据库中为未回答的问题存储 NULL 值，倒不如将每个客户的调查信息作为 XML 文档存储在一列中。将客户的调查信息作为 XML 类型列存储更适合此方案，因为：
? 使用 XML 类型列，不同方案的调查信息可以存储在一个 XML 类型列中。将 XML 类型列与 XML 方案集合关联，这样用户就可以为多个调查类型存储数据。
? 调查信息可以在用户界面上进行验证，而不必将此信息作为有类型的 XML 数据类型列进行存储，从而实现数据库级的验证。
? XQuery 可用于执行数据分析。
在 XML 数据类型列中存储 XML 数据的优点总结如下：
? XML 数据类型提供了一种在服务器上存储 XML 数据的简单直观的方法，同时还保留了文档顺序和文档结构。这一点特别适用于文档顺序和文档结构非常重要的文档。假定一个简单的方案：应用程序从某个数据源获得了一个 XML 文档，并且要存储该文档。将其存储在 nvarchar 或 text 列都不能保证 XML 的格式良好，而且不能轻易访问其内容。在这种情况下，最好将传入的 XML 文档存储在内部的 XML 列中。
? XML 数据类型能够对 XML 数据进行深入的查询和修改操作。在 SQL Server 2005 之前，没有办法在数据库内部存储 XML。因此，如果要修改或查询 XML 数据，必须从 nvarchar 或 text 列中加载数据，由字符串创建 XML 文档，然后才能进行修改。将修改过的数据写回数据库的步骤与此类似。而现在使用 XML 数据类型，这些步骤就变得非常简单。
? 使用 XML 数据类型，可以为 XML 数据类型列创建索引，从而加快查询处理。
? 使用 XML 数据类型时，可以对 XML 数据使用 XML 方案集合和限制，从而强制实现业务规则。XML 方案可用于验证数据，添加基于类型的操作语义，在编写查询和数据修改语句过程中进行比无类型的 XML 更精确的类型检查，并且可以优化存储和查询处理。
? 由于 XML 类型的数据存储在数据库中，因此它还具有很多数据库的功能，如备份和恢复、SQL Server 安全性、事务、日志等。
以下是使用新的 XML 数据类型时必须了解的一些限制：
? 不能存储精确的数据副本。不能保留无关紧要的空格、命名空间前缀、属性顺序和 XML 声明。
? XML 文档的层次最多为 128 层。
? XML 文档的内部二进制表示最大为 2GB。
? XML 实例不能进行比较。因此：
? XML 列不能成为主键约束或外键约束的一部分。
? XML 列不能作为分组值在 GROUP BY 语句中使用。
? XML 不能转换为 text、ntext 和 image 数据类型，因为在 SQL Server 2005 中不能使用这些类型。但是，XML 数据类型可以转换为 [n]varchar 和 [n]varbinary 类型。
使用 XML 数据类型的示例
示例应用程序使用 AdventureWorks 数据库中的 Sales.Store 表。Sales.Store 表包含 CustomerID 作为主键，包含 Demographics 作为 XML 列。Demographics 列包含存储调查信息。存储调查中存储的信息是可选的。这意味着，Demographics 列不一定包含所有元素。如果相同的信息已存储为关系格式，则需要将这些元素创建为表的列。由于大多数存储调查信息是可选的，因此对于大多数数据，这些列中将包含 NULL 值。这将导致表空间的浪费。为了避免这种浪费，将 Demographics 列中的存储调查信息存储为 XML 格式。Demographics 列包含每个客户的销售信息，即年销售额、年收入及银行名称等。这些字段作为 XML 元素存储在数据中。
示例应用程序具有以下功能：
? 显示所有客户及其调查信息的列表。
? 显示特定客户的调查信息。
? 向 Sales.Store 表中插入新客户及其调查信息。
? 修改给定客户的调查信息的某些元素（如年销售额、年收入等）。
? 删除给定客户的调查信息。
应用程序使用 System.Data.SqlTypes.SqlXml 类从 XML 列中检索数据。SQLXML 类是对 XML 列的直接映射。
使用 SQLXML 类，可以直接从 XML 列检索数据，而不需要任何映射或转换。
下面，让我们看一个如何为客户 ID 12 检索年收入元素的示例。以下代码示例展示了上述的第二种功能。
Public void RetreiveAnnualRevenue ()
{
SqlConnection conn = new SqlConnection();
conn.ConnectionString = @"Server=localhost; Database=AdventureWorks;
integrated security=SSPI";
conn.Open();
SqlCommand command = conn.CreateCommand();
command.CommandText = @"select Demographics.query(
'declare namespace SS="http://schemas.microsoft.com/sqlserver/2004/07/adventure-works/StoreSurvey"
{data(/SS:StoreSurvey/SS:AnnualRevenue)} ') as
{data(/SS:StoreSurvey/SS:AnnualRevenue)}
Result from Sales.Store where CustomerID=12";
SqlDataReader datareader = command.ExecuteReader();
System.Text.StringBuilder builder = new System.Text.StringBuilder();
While (datareader.Read())
SqlXml sqlxml = datareader.GetSqlXml(0);
builder.Append(sqlxml.Value);
}
//注意：xml1 是一个 XML Web 控件
this.xml1.DocumentContent = builder.ToString();
this.xml1.TransformSource = @"StoreInfo.xslt";
上述方法在 AdventureWorks 数据库中创建了一个 SqlConnection 对象实例。命令文本属性包含为客户 ID 12 检索年收入字段值的查询。
这是一个 XQuery，将在 XML 列上直接执行。查询的返回值将是一个 XML 片段，该片段将映射到 SQLXML 类。然后，可以使用 SQLXML 类的 Value 属性检索该 XML 片段。
检索到的 XML 片段将使用 XML Web 服务器控件显示在客户端应用程序中。
七、不同方法的比较
功能 .NET Framework 中的 XML 类 FOR XML / OPENXML SQLXML XML 数据类型
代码的复杂性
高。没有类可以在 XML 数据和关系数据之间直接进行映射。
中。使用 FOR XML EXPLICIT 编写查询非常困难。
低。SQLXML 类提供了一种将关系数据作为 XML 数据进行处理的机制，而且更新程序还可以方便地更新记录。
低。由于 XML 数据同样也存储在列中，因此复杂性很低。另外，Visual Studio 2005 还提供了处理 XML 数据类型的类。XML DML 可用于修改 XML 数据。
可维护性
复杂。对表中字段或 XML 的更改需要更改代码。
困难。对表中字段或 XML 的更改需要更改查询。
容易。在大多数情况下，修改映射 XSD 文件即可适应更改。
容易。XQuery 提供了在数据库中查询 XML 列的简单语法。
安装
除 .NET Framework 外，不需要进行其他安装。
不需要进行其他安装。
需要在客户端计算机上安装 SQLXML 库。
安全性
在很大程度上是安全的，因为通常情况下，数据类型和格式不会在客户端公开。
如果适当注意避免泄漏表名和列名，则是安全的。
如果映射 XSD 文件存储在客户端而不是在中间层，则在设计时应考虑安全因素。
安全
支持 .Net Compact Framework
有限的支持。Microsoft .NET Compact Framework 不支持 XmlDataDocument。
支持
不支持
不支持。如果 SQL Server 中的 XML 数据类型列与 SQL Server Mobile 同步，则它将转换为 ntext。
数据验证
可由客户端和服务器实施。
可由服务器实施。
可由客户端实施。
可由服务器使用 XML 方案实施。
数据存储
[n]varchar(max)、XML 或 [n]varbinary(max)
关系表（可将 XML 作为字段使用）。
XML 数据类型
保真度
高保真（保留字节级的 XML 数据）
关系保真（保留数据的层次结构，但忽略元素的顺序）
关系保真
信息集保真（保留 XML 数据的信息集内容）
存储数据的访问和更新
支持文档级更新。
支持深入的数据访问和更新。
结论
本文为用户提供了在 SQL Server 2005 中处理 XML 的各种选项，并对 System.Xml 命名空间、SQLXML 和 XML 数据类型进行了讨论，介绍了其相关的优点和局限性，并给出了示例方案。根据本文介绍的理想方案的性能，用户可以为自己的应用程序选择适当的 XML 选项。
赞