【每周一期-數(shù)據(jù)蔣堂】存儲(chǔ)過程的利之弊

存儲(chǔ)過程是數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)，關(guān)于它的利弊討論由來(lái)已久，我們這里針對(duì)存儲(chǔ)過程的兩個(gè)公認(rèn)度較高的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行剖析，從而更清楚存儲(chǔ)過程的潛在風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景。

存儲(chǔ)過程利于界面與邏輯分離！

界面與邏輯分離是現(xiàn)代應(yīng)用開發(fā)的一個(gè)基本準(zhǔn)則。相對(duì)于后臺(tái)數(shù)據(jù)處理邏輯，界面會(huì)有更多樣性的環(huán)境，如PC、手機(jī)等，而且業(yè)務(wù)穩(wěn)定性也不強(qiáng)，經(jīng)常會(huì)改。如果能把兩者分離，開發(fā)和維護(hù)界面時(shí)綁著數(shù)據(jù)處理邏輯一起改，成本就低很多。

支持存儲(chǔ)過程的觀點(diǎn)認(rèn)為，使用存儲(chǔ)過程能實(shí)現(xiàn)界面與邏輯分離。存儲(chǔ)過程在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中運(yùn)算，只要向前端提供數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心界面的形式和異動(dòng)。把所有的數(shù)據(jù)處理邏輯都寫成存儲(chǔ)過程，還有利于統(tǒng)一數(shù)據(jù)的出入口，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)限管控。

但是，仔細(xì)想想會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)界面與邏輯分離并不是存儲(chǔ)過程的專利。只要做一個(gè)數(shù)據(jù)訪問層，所有數(shù)據(jù)的進(jìn)出都通過這個(gè)訪問層，也會(huì)有同樣效果，事實(shí)上也確實(shí)有些應(yīng)用是這么做的，但并不普遍。這是什么原因呢？這樣的數(shù)據(jù)訪問層和采用存儲(chǔ)過程有什么區(qū)別呢？

差別在于開發(fā)復(fù)雜度上。

數(shù)據(jù)處理邏輯會(huì)經(jīng)常涉及到批量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理，而數(shù)據(jù)庫(kù)之外的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在這方面能力都很弱，用Java寫個(gè)數(shù)據(jù)求和都要很多行，更不要說過濾、分組之類的運(yùn)算了。而存儲(chǔ)過程的基本部件是SQL，這方面支持得很好，雖然存儲(chǔ)過程也有開發(fā)調(diào)試?yán)щy的毛病，但大多數(shù)情況下用于編寫復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理邏輯還是要比高級(jí)語(yǔ)言更容易。

換句話說，存儲(chǔ)過程確實(shí)利于界面與邏輯分離，不過存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)邏輯的優(yōu)勢(shì)是SQL的集合運(yùn)算能力支撐的。它主要來(lái)自于開發(fā)便捷，而不是應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

有些場(chǎng)合無(wú)法利用存儲(chǔ)過程的計(jì)算能力，就只能實(shí)現(xiàn)庫(kù)外的數(shù)據(jù)訪問層了。比如數(shù)據(jù)來(lái)源涉及多數(shù)據(jù)庫(kù)或非數(shù)據(jù)庫(kù)的情況。

存儲(chǔ)過程利于界面與邏輯分離？

界面與邏輯分離的準(zhǔn)則還有兩面性，它并沒有明確定義什么程序算是界面，更沒有說界面環(huán)節(jié)就不再有數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)。

一個(gè)典型的任務(wù)就是報(bào)表。報(bào)表要在界面中呈現(xiàn)，其業(yè)務(wù)穩(wěn)定性也較弱，經(jīng)常增改，很顯然屬于界面環(huán)節(jié)的事務(wù)。但是，報(bào)表經(jīng)常卻有復(fù)雜的數(shù)據(jù)源計(jì)算過程，如果把這部分計(jì)算也作為后臺(tái)邏輯強(qiáng)行放進(jìn)存儲(chǔ)過程中，則不僅不會(huì)獲得界面與邏輯分離的好處，反而帶來(lái)巨大的麻煩，這與網(wǎng)上許多推薦將復(fù)雜報(bào)表的計(jì)算過程中采用存儲(chǔ)過程的觀點(diǎn)正好相反。

報(bào)表的呈現(xiàn)模板一般是由報(bào)表工具繪制的，以文件形式存放在應(yīng)用中，如果數(shù)據(jù)源計(jì)算由存儲(chǔ)過程完成，則這兩個(gè)緊密相關(guān)的部分在物理上分別存放在兩處，要修改一張報(bào)表時(shí)需要兩個(gè)部分需要同步調(diào)整，不僅容易遺漏出錯(cuò)，還可能增加溝通成本（兩部分的負(fù)責(zé)人員可能不同）。共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過程還可能被其它報(bào)表甚至其它應(yīng)用調(diào)用，修改時(shí)就可能造成其它模塊的不正常。用存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)報(bào)表數(shù)據(jù)源會(huì)破壞應(yīng)用的模塊結(jié)構(gòu)，增大應(yīng)用的耦合度，造成維護(hù)成本升高。

采用存儲(chǔ)過程還會(huì)造成安全性和高效率的矛盾。原則上開發(fā)報(bào)表只需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有只讀權(quán)限，但如果數(shù)據(jù)源是存儲(chǔ)過程開發(fā)的，則需要向報(bào)表開發(fā)人員開放編譯和運(yùn)行存儲(chǔ)過程的權(quán)限，這幾乎可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)做一切操作了，安全隱患非常大。一個(gè)辦法是加強(qiáng)管理，所有上載的存儲(chǔ)過程都需要多人審核把關(guān)，但這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致低效率，本來(lái)報(bào)表開發(fā)人員自己就能完成的事情要涉及更多崗位。

如果有不依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)的便捷計(jì)算能力，則可以避免掉存儲(chǔ)過程的這些劣勢(shì)。把業(yè)務(wù)穩(wěn)定性不強(qiáng)、與界面相關(guān)緊密的計(jì)算移到數(shù)據(jù)庫(kù)外，和應(yīng)用程序集成到一起，維護(hù)成本更低。即使業(yè)務(wù)穩(wěn)定性強(qiáng)的計(jì)算邏輯也可以用庫(kù)外計(jì)算實(shí)現(xiàn)，解決多數(shù)據(jù)庫(kù)、非數(shù)據(jù)庫(kù)等多樣性數(shù)據(jù)源的問題。不采用存儲(chǔ)過程的整體應(yīng)用結(jié)構(gòu)更為合理。

存儲(chǔ)過程有更好的數(shù)據(jù)計(jì)算性能？

實(shí)際測(cè)試表明，用存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，常常比用SQL取出數(shù)據(jù)后在外部計(jì)算的性能更好。存儲(chǔ)過程快在哪里了？

網(wǎng)上有觀點(diǎn)說，因?yàn)榇鎯?chǔ)過程是預(yù)編譯的，而每次執(zhí)行SQL時(shí)要臨時(shí)編譯，所以存儲(chǔ)過程會(huì)更快。其實(shí)編譯SQL的那點(diǎn)時(shí)間相對(duì)于數(shù)據(jù)計(jì)算而言可以忽略不計(jì)，以不同參數(shù)反復(fù)執(zhí)行的SQL也可以預(yù)先準(zhǔn)備，只要編譯一次。有些程序員把不同參數(shù)拼進(jìn)SQL，每次向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送不同SQL，編譯時(shí)間就不可忽略了。

存儲(chǔ)過程的快，主要在于數(shù)據(jù)不出庫(kù)。外部程序訪問庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)時(shí)必須通過數(shù)據(jù)庫(kù)提供的接口，而這些接口的性能大都不好，特別是面向Java程序的JDBC接口。每次發(fā)出SQL讓數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行都會(huì)調(diào)用這個(gè)接口，速度就上不去。如果應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)不在同一臺(tái)物理機(jī)器上時(shí)，還會(huì)有一些網(wǎng)絡(luò)延遲，不過和接口的低性能相比并不算嚴(yán)重。在外部計(jì)算時(shí)，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間常常會(huì)超過計(jì)算本身的時(shí)間。

存儲(chǔ)過程本身的執(zhí)行性能并不好。我們針對(duì)某著名商用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行過測(cè)試：一句SQL可以完成的運(yùn)算（比如對(duì)某個(gè)大表的字段求和），如果改用存儲(chǔ)過程把數(shù)據(jù)一行行取出來(lái)計(jì)算，差不多會(huì)慢出一個(gè)數(shù)量級(jí)。用Java等語(yǔ)言從文件系統(tǒng)中讀數(shù)做同樣的計(jì)算，也會(huì)比存儲(chǔ)過程快很多；外部計(jì)算相對(duì)容易寫出并行代碼，充分利用現(xiàn)代服務(wù)器多CPU的優(yōu)勢(shì)，存儲(chǔ)過程一般都沒有這個(gè)機(jī)制了。而且，如果把很多計(jì)算都放到存儲(chǔ)過程中，并發(fā)運(yùn)算時(shí)會(huì)加重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)，使本來(lái)就不快的存儲(chǔ)過程更慢。

存儲(chǔ)過程的性能更好，與其說是優(yōu)勢(shì)，倒不如說是被低效的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問接口綁架所致。

目前業(yè)內(nèi)還只有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有較好的交易一致性能力，適合充當(dāng)OLTP業(yè)務(wù)的后臺(tái)，這樣從前端采集到的數(shù)據(jù)會(huì)直接進(jìn)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，這導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)大量存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用外部計(jì)算方案時(shí)，取出數(shù)據(jù)太慢，總體性能就會(huì)很差；而使用存儲(chǔ)過程，雖然計(jì)算本身不快，但數(shù)據(jù)不出庫(kù)也會(huì)獲得較好性能。這是存儲(chǔ)過程不能被完全替代的主要原因和場(chǎng)景。

蔣步星，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士，著有《非線性報(bào)表模型原理》等

1989年中國(guó)國(guó)際奧林匹克數(shù)學(xué)競(jìng)賽團(tuán)體冠軍成員，個(gè)人金牌。

2000年創(chuàng)立潤(rùn)乾公司，首次在潤(rùn)乾報(bào)表中提出非線性報(bào)表模型，完美解決了中國(guó)式復(fù)雜報(bào)表制表難題，目前該模型已經(jīng)成為報(bào)表行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

2008年開始研發(fā)不依賴關(guān)系型數(shù)據(jù)的計(jì)算引擎，歷經(jīng)多個(gè)版本后，于2014年集算器正式發(fā)布。有效地提高了復(fù)雜結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)計(jì)算的開發(fā)速度和運(yùn)算效率。

2016年榮獲中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院評(píng)選的“2016年中國(guó)軟件和信息服務(wù)業(yè) ? 十大領(lǐng)軍人物”。

2017年將帶領(lǐng)潤(rùn)乾軟件朝著擁有自主產(chǎn)權(quán)的非關(guān)系型強(qiáng)計(jì)算數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、云數(shù)據(jù)庫(kù)等產(chǎn)品邁進(jìn)。