Java 实现对Sql语句解析
最近要实现一个简易的数据库系统，除了要考虑如何高效的存储和访问数据，建立表关系外，对基本的sql查询语句要做一个解析，这样我们才能知道用户的查询要求；因为时间关系，参考了已有的一篇文章，并对其实现中出的小问题给予更正，在这里跟大家共享一下。原文请查阅http://www.cnblogs.com/pelephone/articles/sql-parse-single-word.html
第一步：先对sql语句进行预处理；
对于用户，我们应该接受各种形式的查询语句书写，单行或者多行，语句中单个空格或者多个空格的间隔等等。但是我们要解析sql语句，就首先要让对它们做标准化，这样才能进行我们下一步处理。系统中的处理要求：
1）消除SQL语句前后的空白，将其中的连续空白字符（包括空格，TAB和回车换行）替换成单个空格；
2）将sql语句全变成小写形式（或大写形式）；
3）在SQL语句的尾后加上结束符号“ENDOFSQL”（原因后面解释）
例如：用户输入：“select c1,c2,c3 from t1,t2, t3 where condi1=5 and condi6=6 or condi7=7 order
by g1,g2”
通过预处理应该为：“select c1,c2,c3 from t1,t2,t3 where condi1=5 and condi6=6 or condi7=7 order by g1,g2”
第二步：将查询语句切分为语句块；
以查询语句为例（本文中主要是以查询语句作为例子讲解，其它删除，插入等语句原理于此类似，因为查询语句相对复杂，所以用来i讲解），正如上面我们标准化后的语句一样，我们要进行下一步的，对表中数据的处理，首先要知道是对那些表处理，要满足那些条件，输出那些属性，以什么顺序输出等。所以查询语句就可以分割为以下几个块：
1）select c1,c2,c3 from：属性输出块；块头（start）select，块尾(end)from，这个块我们关心的信息(body)：c1,c2,c3；以下块类似分析
2）from....where; 涉及数据表块。
3）where.....order by; 查询条件块。
4）order by.....ENDOFSQL; 属性输出顺序。这里也就看出了我们为什么要在查询语句末尾加上结束符，是为了最后一个块的限定需要。
知道了如何分块，接下来要做的就是在我们已经标准化的sql语句上进行块的切割，这里我们用到了正则表达式，以第二个块from....where的查询为例，我们做个分析
"(from)(.+)( where | on | having | group by | order by | ENDOFSQL)“
以上就是第二个块的正则匹配式（其它块的匹配式下面也会给出），可以看出，在一个sql查询语句中，from块中跟from搭配出现的不只是where，还可以是on,having,group by等，那么通过这个正则式我们可以得到如下的块：
from .... where
from .... on
from .... having
from .... group by
from .... order by
from .... ENDOFSQL
这里我们要注意一点，就是在通过正则式对sql语句进行匹配时，我们不能对整个sql语句进行一次匹配操作，因为正则匹配是贪心匹配，它总是尽可能的向后查找，匹配到最大的语句段。就拿上述语句为例，如果通过对整个sql语句进行一次匹配，得到的就不是from....where这个语句段而是from .... where .... order by。显然这不是我们想要的。所以我们只能牺牲效率，通过对整个sql语句进行逐次递增的查询方式来查找相应的语句块。给出一个查询过程，加强理解，以上述sql语句为例，对第一个语句块的查找过程是
s
se
sel
sele
selec
select
select
select c
select c1
select c1,
select c1,c
select c1,c2
select c1,c2,
select c1,c2,c
select c1,c2,c3
select c1,c2,c3
select c1,c2,c3 f
select c1,c2,c3 fr
select c1,c2,c3 fro
select c1,c2,c3 from
这样就找到第一个块，以此类推，找第二个块时候又从头逐次递增查找。
第三步：找到了各个块，我们还要把我们最关心的信息提取出来，就是夹在语句块头和尾之间的body部分，这个就好实现了，一般的sql语句中都会用逗号来做分割，我们提取出各个块的body信息。
步骤介绍完了，下面就上代码，享乐吧...少年！
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import java.util.List; /** *//** * 单句Sql解析器制造工厂 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class SqlParserUtil{ /** *//** * 方法的主要入口 * @param sql:要解析的sql语句 * @return 返回解析结果 */ public String getParsedSql(String sql){ sql=sql.trim(); sql=sql.toLowerCase(); sql=sql.replaceAll("\\s{1,}", " "); sql=""+sql+" ENDOFSQL"; //System.out.println(sql); return SingleSqlParserFactory.generateParser(sql).getParsedSql(); } /** *//** * SQL语句解析的接口 * @param sql:要解析的sql语句 * @return 返回解析结果 */ public List<SqlSegment> getParsedSqlList(String sql) { sql=sql.trim(); sql=sql.toLowerCase(); sql=sql.replaceAll("\\s{1,}", " "); sql=""+sql+" ENDOFSQL"; //System.out.println(sql); return SingleSqlParserFactory.generateParser(sql).RetrunSqlSegments(); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; //import com.sitinspring.common.sqlparser.single.NoSqlParserException; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * 单句Sql解析器，单句即非嵌套的意思 * @author 赵朝峰（） * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public abstract class BaseSingleSqlParser{ /** *//** * 原始Sql语句 */ protected String originalSql; /** *//** * Sql语句片段 */ protected List<SqlSegment> segments; /** *//** * 构造函数，传入原始Sql语句，进行劈分。 * @param originalSql */ public BaseSingleSqlParser(String originalSql){ this.originalSql=originalSql; segments=new ArrayList<SqlSegment>(); initializeSegments(); splitSql2Segment(); } /** *//** * 初始化segments，强制子类实现 * */ protected abstract void initializeSegments(); /** *//** * 将originalSql劈分成一个个片段 * */ protected void splitSql2Segment() { for(SqlSegment sqlSegment:segments) { sqlSegment.parse(originalSql); } } /** *//** * 得到解析完毕的Sql语句 * @return */ public String getParsedSql() { //测试输出各个片段的信息 /* for(SqlSegment sqlSegment:segments) { String start=sqlSegment.getStart(); String end=sqlSegment.getEnd(); System.out.println(start); System.out.println(end); } */ StringBuffer sb=new StringBuffer(); for(SqlSegment sqlSegment:segments) { sb.append(sqlSegment.getParsedSqlSegment()); } String retval=sb.toString().replaceAll("@+", "\n"); return retval; } /** *//** * 得到解析的Sql片段 * @return */ public List<SqlSegment> RetrunSqlSegments() { int SegmentLength=this.segments.size(); if(SegmentLength!=0) { List<SqlSegment> result=this.segments; return result; } else { //throw new Exception(); return null; } } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * * 单句删除语句解析器 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class DeleteSqlParser extends BaseSingleSqlParser{ public DeleteSqlParser(String originalSql) { super(originalSql); } @Override protected void initializeSegments() { segments.add(new SqlSegment("(delete from)(.+)( where | ENDOFSQL)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(where)(.+)( ENDOFSQL)","(and|or)")); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * * 单句查询插入语句解析器 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class InsertSelectSqlParser extends BaseSingleSqlParser{ public InsertSelectSqlParser(String originalSql) { super(originalSql); } @Override protected void initializeSegments() { segments.add(new SqlSegment("(insert into)(.+)( select )","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(select)(.+)(from)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(from)(.+)( where | on | having | groups+by | orders+by | ENDOFSQL)","(,|s+lefts+joins+|s+rights+joins+|s+inners+joins+)")); segments.add(new SqlSegment("(where|on|having)(.+)( groups+by | orders+by | ENDOFSQL)","(and|or)")); segments.add(new SqlSegment("(groups+by)(.+)( orders+by| ENDOFSQL)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(orders+by)(.+)( ENDOFSQL)","[,]")); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * * 单句插入语句解析器 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class InsertSqlParser extends BaseSingleSqlParser{ public InsertSqlParser(String originalSql) { super(originalSql); } @Override protected void initializeSegments() { segments.add(new SqlSegment("(insert into)(.+)([(])","[,]")); segments.add(new SqlSegment("([(])(.+)( [)] values )","[,]")); segments.add(new SqlSegment("([)] values [(])(.+)( [)])","[,]")); } @Override public String getParsedSql() { String retval=super.getParsedSql(); retval=retval+")"; return retval; } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; public class NoSqlParserException extends Exception{ private static final long serialVersionUID = 1L; NoSqlParserException() { } NoSqlParserException(String sql) { //调用父类方法 super(sql); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * * 单句查询语句解析器 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class SelectSqlParser extends BaseSingleSqlParser{ public SelectSqlParser(String originalSql) { super(originalSql); } @Override protected void initializeSegments() { segments.add(new SqlSegment("(select)(.+)(from)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(from)(.+)( where | on | having | group by | order by | ENDOFSQL)","(,| left join | right join | inner join )")); segments.add(new SqlSegment("(where|on|having)(.+)( group by | order by | ENDOFSQL)","(and|or)")); segments.add(new SqlSegment("(group by)(.+)( order by| ENDOFSQL)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(order by)(.+)( ENDOFSQL)","[,]")); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; //import com.sitinspring.common.sqlparser.single.NoSqlParserException; /** *//** * 单句Sql解析器制造工厂 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class SingleSqlParserFactory{ public static BaseSingleSqlParser generateParser(String sql) { if(contains(sql,"(insert into)(.+)(select)(.+)(from)(.+)")) { return new InsertSelectSqlParser(sql); } else if(contains(sql,"(select)(.+)(from)(.+)")) { return new SelectSqlParser(sql); } else if(contains(sql,"(delete from)(.+)")) { return new DeleteSqlParser(sql); } else if(contains(sql,"(update)(.+)(set)(.+)")) { return new UpdateSqlParser(sql); } else if(contains(sql,"(insert into)(.+)(values)(.+)")) { return new InsertSqlParser(sql); } //sql=sql.replaceAll("ENDSQL", ""); else return new InsertSqlParser(sql); //throw new NoSqlParserException(sql.replaceAll("ENDOFSQL", ""));//对异常的抛出 } /** *//** * 看word是否在lineText中存在，支持正则表达式 * @param sql:要解析的sql语句 * @param regExp:正则表达式 * @return */ private static boolean contains(String sql,String regExp){ Pattern pattern=Pattern.compile(regExp,Pattern.CASE_INSENSITIVE); Matcher matcher=pattern.matcher(sql); return matcher.find(); } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; /** *//** * Sql语句片段 * * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class SqlSegment{ private static final String Crlf = "@"; private static final String FourSpace = " "; /** *//** * Sql语句片段开头部分 */ private String start; /** *//** * Sql语句片段中间部分 */ private String body; /** *//** * Sql语句片段结束部分 */ private String end; /** *//** * 用于分割中间部分的正则表达式 */ private String bodySplitPattern; /** *//** * 表示片段的正则表达式 */ private String segmentRegExp; /** *//** * 分割后的Body小片段 */ private List<String> bodyPieces; /** *//** * 构造函数 * @param segmentRegExp 表示这个Sql片段的正则表达式 * @param bodySplitPattern 用于分割body的正则表达式 */ public SqlSegment(String segmentRegExp,String bodySplitPattern){ start=""; body=""; end=""; this.segmentRegExp=segmentRegExp; this.bodySplitPattern=bodySplitPattern; this.bodyPieces=new ArrayList<String>(); } /** *//** * 从sql中查找符合segmentRegExp的部分，并赋值到start,body,end等三个属性中 * @param sql */ public void parse(String sql){ Pattern pattern=Pattern.compile(segmentRegExp,Pattern.CASE_INSENSITIVE); for(int i=0;i<=sql.length();i++) { String shortSql=sql.substring(0, i); //测试输出的子句是否正确 System.out.println(shortSql); Matcher matcher=pattern.matcher(shortSql); while(matcher.find()) { start=matcher.group(1); body=matcher.group(2); //测试body部分 //System.out.println(body); end=matcher.group(3); //测试相应的end部分 //System.out.println(end); parseBody(); return; } } } /** *//** * 解析body部分 * */ private void parseBody(){ List<String> ls=new ArrayList<String>(); Pattern p = Pattern.compile(bodySplitPattern,Pattern.CASE_INSENSITIVE); // 先清除掉前后空格 body=body.trim(); Matcher m = p.matcher(body); StringBuffer sb = new StringBuffer(); boolean result = m.find(); while(result) { m.appendReplacement(sb, m.group(0) + Crlf); result = m.find(); } m.appendTail(sb); // 再按空格断行 String[] arr=sb.toString().split(" "); int arrLength=arr.length; for(int i=0;i<arrLength;i++) { String temp=FourSpace+arr[i]; if(i!=arrLength-1) { //temp=temp+Crlf; } ls.add(temp); } bodyPieces=ls; } /** *//** * 取得解析好的Sql片段 * @return */ public String getParsedSqlSegment(){ StringBuffer sb=new StringBuffer(); sb.append(start+Crlf); for(String piece:bodyPieces) { sb.append(piece+Crlf); } return sb.toString(); } public String getBody() { return body; } public void setBody(String body) { this.body=body; } public String getEnd() { return end; } public void setEnd(String end) { this.end=end; } public String getStart() { return start; } public void setStart(String start) { this.start=start; } }
package com.sitinspring.common.sqlparser.single; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.SqlSegment; /** *//** * * 单句更新语句解析器 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public class UpdateSqlParser extends BaseSingleSqlParser{ public UpdateSqlParser(String originalSql) { super(originalSql); } @Override protected void initializeSegments() { segments.add(new SqlSegment("(update)(.+)(set)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(set)(.+)( where | ENDOFSQL)","[,]")); segments.add(new SqlSegment("(where)(.+)( ENDOFSQL)","(and|or)")); } }
执行结果：自己写了个测试的类
import java.util.List; import com.sitinspring.common.sqlparser.single.*; public class Test { /** *//** * 单句Sql解析器制造工厂 * @author 赵朝峰 * * @since 2013-6-10 * @version 1.00 */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub //String test="select a from b " + // "\n"+"where a=b"; //test=test.replaceAll("\\s{1,}", " "); //System.out.println(test); //程序的入口 String testSql="select c1,c2,c3 from t1,t2 where condi3=3 "+"\n"+" or condi4=5 order by o1,o2"; SqlParserUtil test=new SqlParserUtil(); String result=test.getParsedSql(testSql); System.out.println(result); //List<SqlSegment> result=test.getParsedSqlList(testSql);//保存解析结果 } }
结果为
select
c1,
c2,
c3
from
t1,
t2
where
condi3=3
or
condi4=5
order by
o1,
o2
