精读《sqorn 源码》

Posted 2020-08-18

1 引言

前端精读《手写 SQL 编译器系列》 介绍了如何利用 SQL 生成语法树，而还有一些库的作用是根据语法树生成 SQL 语句。

除此之外，还有一种库，是根据编程语言生成 SQL。sqorn 就是一个这样的库。

可能有人会问，利用编程语言生成 SQL 有什么意义？既没有语法树规范，也不如直接写 SQL 通用。对，有利就有弊，这些库不遵循语法树，但利用简化的对象模型快速生成 SQL，使得代码抽象程度得到了提高。而代码抽象程度得到提高，第一个好处就是易读，第二个好处就是易操作。

数据库特别容易抽象为面向对象模型，而对数据库的操作语句 - SQL 是一种结构化查询语句，只能描述一段一段的查询，而面向对象模型却适合描述一个整体，将数据库多张表串联起来。

举个例子，利用 typeorm，我们可以用 a 与 b 两个 Class 描述两张表，同时利用 ManyToMany 装饰器分别修饰 a 与 b 的两个字段，将其建立起 多对多的关联，而这个映射到 SQL 结构是三张表，还有一张是中间表 ab，以及查询时涉及到的 left join 操作，而在 typeorm 中，一条 find 语句就能连带查询处多对多关联关系。

这就是这种利用编程语言生成 SQL 库的价值，所以本周我们分析一下 sqorn 这个库的源码，看看利用对象模型生成 SQL 需要哪些步骤。

2 概述

我们先看一下 sqorn 的语法。

const sq = require("sqorn-pg")();

const Person = sq`person`,
  Book = sq`book`;

// SELECT
const children = await Person`age < ${13}`;
// "select * from person where age < 13"

// DELETE
const [deleted] = await Book.delete({ id: 7 })`title`;
// "delete from book where id = 7 returning title"

// INSERT
await Person.insert({ firstName: "Rob" });
// "insert into person (first_name) values (‘Rob‘)"

// UPDATE
await Person({ id: 23 }).set({ name: "Rob" });
// "update person set name = ‘Rob‘ where id = 23"

首先第一行的 sqorn-pg 告诉我们 sqorn 按照 SQL 类型拆成不同分类的小包，这是因为不同数据库支持的方言不同，sqorn 希望在语法上抹平数据库间差异。

其次 sqorn 也是利用面向对象思维的，上面的例子通过 sq`person` 生成了 Person 实例，实际上也对应了 person 表，然后 Person`age < ${13}` 表示查询：select * from person where age < 13

上面是利用 ES6 模板字符串的功能实现的简化 where 查询功能，sqorn 主要还是利用一些函数完成 SQL 语句生成，比如 where delete insert 等等，比较典型的是下面的 Example：

sq.from`book`.return`distinct author`
  .where({ genre: "Fantasy" })
  .where({ language: "French" });
// select distinct author from book
// where language = ‘French‘ and genre = ‘Fantsy‘

所以我们阅读 sqorn 源码，探讨如何利用实现上面的功能。

3 精读

我们从四个方面入手，讲明白 sqorn 的源码是如何组织的，以及如何满足上面功能的。

方言

为了实现各种 SQL 方言，需要在实现功能之前，将代码拆分为内核代码与拓展代码。

内核代码就是 sqorn-sql 而拓展代码就是 sqorn-pg，拓展代码自身只要实现 pg 数据库自身的特殊逻辑， 加上 sqorn-sql 提供的核心能力，就能形成完整的 pg SQL 生成功能。

实现数据库连接

sqorn 不但生成 query 语句，也会参与数据库连接与运行，因此方言库的一个重要功能就是做数据库连接。sqorn 利用 pg 这个库实现了连接池、断开、查询、事务的功能。

覆写接口函数

内核代码想要具有拓展能力，暴露出一些接口让 sqorn-xx 覆写是很基本的。

context

内核代码中，最重要的就是 context 属性，因为人类习惯一步一步写代码，而最终生成的 query 语句是连贯的，所以这个上下文对象通过 updateContext 存储了每一条信息：

{
  name: ‘limit‘,
  updateContext: (ctx, args) => {
    ctx.lim = args
  }
}

{
  name: ‘where‘,
  updateContext: (ctx, args) => {
    ctx.whr.push(args)
  }
}

比如 Person.where({ name: ‘bob‘ }) 就会调用 ctx.whr.push({ name: ‘bob‘ })，因为 where 条件是个数组，因此这里用 push，而 limit 一般仅有一个，所以 context 对 lim 对象的存储仅有一条。

其他操作诸如 where delete insert with from 都会类似转化为 updateContext，最终更新到 context 中。

创建 builder

不用太关心下面的 sqorn-xx 包名细节，这一节主要目的是说明如何实现 Demo 中的链式调用，至于哪个模块放在哪并不重要（如果要自己造轮子就要仔细学习一下作者的命名方式）。

在 sqorn-core 代码中创建了 builder 对象，将 sqorn-sql 中创建的 methods merge 到其中，因此我们可以使用 sq.where 这种语法。而为什么可以 sq.where().limit() 这样连续调用呢？可以看下面的代码：

for (const method of methods) {
  // add function call methods
  builder[name] = function(...args) {
    return this.create({ name, args, prev: this.method });
  };
}

这里将 where delete insert with from 等 methods merge 到 builder 对象中，且当其执行完后，通过 this.create() 返回一个新 builder，从而完成了链式调用功能。

生成 query

上面三点讲清楚了如何支持方言、用户代码内容都收集到 context 中了，而且我们还创建了可以链式调用的 builder 对象方便用户调用，那么只剩最后一步了，就是生成 query。

为了利用 context 生成 query，我们需要对每个 key 编写对应的函数做处理，拿 limit 举例：

export default ctx => {
  if (!ctx.lim) return;
  const txt = build(ctx, ctx.lim);
  return txt && `limit ${txt}`;
};

从 context.lim 拿取 limit 配置，组合成 limit xxx 的字符串并返回就可以了。

build 函数是个工具函数，如果 ctx.lim 是个数组，就会用逗号拼接。

大部分操作比如 delete from having 都做这么简单的处理即可，但像 where 会相对复杂，因为内部包含了 condition 子语法，注意用 and 拼接即可。

最后是顺序，也需要在代码中确定：

export default {
  sql: query(sql),
  select: query(wth, select, from, where, group, having, order, limit, offset),
  delete: query(wth, del, where, returning),
  insert: query(wth, insert, value, returning),
  update: query(wth, update, set, where, returning)
};

这个意思是，一个 select 语句会通过 wth, select, from, where, group, having, order, limit, offset 的顺序调用处理函数，返回的值就是最终的 query。

4 总结

通过源码分析，可以看到制作一个这样的库有三个步骤：

1. 创建 context 存储结构化 query 信息。
2. 创建 builder 供用户链式书写代码同时填充 context。
3. 通过若干个 SQL 子处理函数加上几个主 statement 函数将其串联起来生成最终 query。

最后在设计时考虑到 SQL 方言的话，可以将模块拆成 核心、SQL、若干个方言库，方言库基于核心库做拓展即可。

5 更多讨论

讨论地址是：精读《sqorn 源码》 · Issue #103 · dt-fe/weekly

如果你想参与讨论，请点击这里，每周都有新的主题，周末或周一发布。

原文地址：https://segmentfault.com/a/1190000016419523