海量智库第30期 | 基于Antlr4的SQL解析器设计介绍

SQL作为一种4GL，开发人员不需要关心其具体如何实现的，只需要进行数据需求声明即可。而对于数据库管理系统或者数据库工具，开发人员则需要了解SQL背后的逻辑，通过编码实现。一般会将SQL语句输出转换成一个语法解析树，对语法解析树进行遍历，实现逻辑。

SQL Parser可以很好的完成SQL解析的任务，但也存在语法受限、对开发人员要求高、消耗大等问题。

因此，我们选择antlr4作为语法解析器的基础技术。本文将为您介绍本文将为您介绍基于antlr4的sql解析器设计。

antlr4工具介绍

antlr4是一款强大的语法分析器生成工具，它可以基于语法定义，自动化的生成编译器的前端（编译器的前端指词法分析、语法分析和语义分析三个阶段），将开发人员从复杂的编译理论中解放出来，集中精力处理业务逻辑。

术语解释：

antlr4的总体设计

antlr4由三部分组成：

语法定义部分

编译器前端

语法解析业务逻辑

人工需要参与的是业务逻辑层的分析单元的代码编写，业务分析单元的输入和输出分别是SQL语句和统一抽象模型。

antlr4的接口设计

01 DDL模型设计

1

公共组件设计

1.1 顶层结构设计

这里只列举了两种类型的SQL语句即DDL和DML，实际上所有的SQL语句如DCL，DAL都是SQLStatement的抽象。

1.2 Segment设计

设计说明：

Segment用于保存特定的对象信息，和数据库里对对象的定义类似；

所有的Segment接口都继承自SQLSegment，每一种Segment都表示一种不同的功能，但是并没有直接定义方法声明。

1.3 TableSegment设计

1.4ColumnSegment设计

设计说明：

ColumnDefinitionSegment实现了CreateDefinitionSegment，意义是表示这个类用于创建操作，而非修改操作。

1.5ConstraintSegment设计

设计说明：

ConstraintDefinitionSegment是约束定义，实现了CreateDefinitionSegment和AlterDefinitionSegment，表示其既可用于创建时，也可用在修改时，典型的例子就是在建表和修改表时都可以用到。

1.6 基础信息类设计

2

Oracle DDL设计

2.1 CreateTableDDL模型设计

支持的SQL用BNF形式描述如下：

CREATE TABLE [ schema. ] table [relational_table];

relational_table::=

[ (relational_properties) ]

relational_properties::=

{ column_definition }

[, {column_definition}

| { out_of_line_constraint }

]...

column_definition::=

column [ datatype ] [ {inline_constraint }...]

inline_constraint::=

[ CONSTRAINT constraint_name ]

{ [ NOT ] NULL

| UNIQUE

| PRIMARY KEY

}

out_of_line_constraint::=

[ CONSTRAINT constraint_name ]

{ UNIQUE (column [, column ]...)

| PRIMARY KEY (column [, column ]...)

}

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2.2 DropTableDDL模型设计

DropTableDDL的类图设计如下：

设计说明：

Oracle不支持批量Drop Table，在抽象类中的列表是为了兼容类似MySQL这种支持批量删除的数据库准备的。

支持的SQL用BNF形式描述如下：

DROP TABLE [ schema. ] table;

2.3 CreateIndexDDL模型设计

CreateIndexDDL类图设计如下：

支持的SQL用BNF形式描述如下：

CREATE INDEX [ schema. ] index_name

ON { [schema.] table (column [, column]) };

2.4 DropIndexDDL模型设计

DropIndexDDL模型设计类图如下：

支持的SQL用BNF形式描述如下：

DROP INDEX [ schema. ] index ;

2.5 TruncateTableDDL模型设计

TruncateTableDDL模型类图设计如下：

设计说明：

Oracle不支持批量Truncate Table，此处使用List是为了支持其他的数据库。

支持的SQL用BNF形式描述如下：

TRUNCATE TABLE [schema.] table;

2.6 DropTriggerDDL类模型设计

支持的SQL用BNF形式描述如下：

DROP TRIGGER [ schema. ] trigger ;

通过了解Antlr4的设计，快速掌握Antlr4，让开发者简单、高效的进行SQL编译。

目前，海量数据在exBase的增量同步中也使用了Antlr4工具，帮助企业低成本的进行数据库迁移。