摘要：GaussDB(DWS)支持XML数据类型及丰富的XML解析函数，可实现关系数据和XML数据的映射管理功能。
XML概述
XML是可扩展的标识语言（eXtensible Markup Language）的缩写，可以描述非常复杂的数据结构，广泛应用于传输和存储数据。XML是一种类似于HTML的标记语言，但XML没有使用预定义的标记，可以根据应用需求定义标记。XML的基本格式是标准化的，可以跨平台、操作系统和应用程序实现异构系统之间的数据共享。
XML数据类型
GaussDB(DWS)支持将XML文档存储在数据库的XML数据类型列中。通过XML数据类型来保存数据，相比于文本方式的优势在于具有数据结构检查功能，能够保证结构的正确，并且支持XML数据解析和处理函数。
判断一个 XML 文档正确的标准是：
- 文档必须是一个格式良好的文档。
- 文档遵循 XML 所有的语法规则并且有效。
- 文档遵循特定语义的规则，这些规则通常规定在 XML 或 DTD 规范中
XML可以存储由XML标准定义的格式正确的文档，以及由XML标准中定义的内容片断，内容片断可以有多个顶级元素或字符节点。
下面是一个格式良好的XML文档示例：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <message> Hello GaussDB(DWS) </message>
可以使用INSERT SQL语句将格式良好的文档插入到XML列中，如果能够成功分析文档，那么就说明文档的格式正确。在执行插入或更新操作前，会根据配置参数来验证XML文档是否格式正确。
在应用程序中的XML数据一般采用其序列化字符串格式，将数据插入到 XML 列中时，必须将它转换为 XML 分层格式。因此在执行插入操作时可显式调用 XMLPARSE 函数，以将数据从其序列化字符串格式转换为 XML 分层格式。
test=# SELECT XMLPARSE(document '<root>GAUSSDB(DWS)</root>'); xmlparse --------------------------- <root>GAUSSDB(DWS)</root> (1 row)
访问XML值
当访问和处理XML数据时，由于XML数据在数据库内部的表示不是字符串，XML数据类型没有提供比较操作符，因此不能直接与字符串进行比较。这样的结果是无法通过比较XML数值和搜索值来检索到数据行，因此对于XML数据应该伴随一个ID值用于检索数据。
通过使用 XMLSERIALIZE 函数，可以将 XML 值变换成表示 XML 文档的已序列化字符串值。
test=# SELECT XMLSERIALIZE(document '<root>GAUSSDB(DWS)</root>' AS TEXT); xmlserialize --------------------------- <root>GAUSSDB(DWS)</root> (1 row)
XML解析函数
目前GaussDB(DWS)已经支持了30多个XML解析函数，包括解析XML数据、生成XML内容、XML谓词、XML参数设置、将数据映射到XML等功能。
处理XML数据的函数
- xpath 对xml值计算xpath表达式的结果
- xmltable 通过XPath表达式的方式对XML数据进行解析
生成XML内容的函数
- xmlparse 字符数据转换为xml类型的值
- xmlserialize xml类型转换为字符串
- xmlcomment 创建一个包含XML注释的特定文本内容的值
- xmlconcat 连接独立的XML值列表来创建一个包含XML内容片段的单值
- xmlelement 生成一个带有给定名称，属性和内容的XML元素。
- xmlforest 生成一个使用指定的名称和内容的XML森林（序列）元素
- xmlpi 创建一条XML处理指令
- xmlroot 更改XML值的根节点属性
- xmlagg 聚合函数,连接聚合函数调用的输入值
XML谓词函数
- IS DOCUMENT 判断XML值是否为文档
- IS NOT DOCUMENT 判断XML值是否为文档
- xmlexists 判断XPath表达式是否返回任何节点
- xpath_exists 判断XPath表达式是否返回任何节点
- xml_is_well_formed 检查字符串是不是格式良好的XML
- xml_is_well_formed_document 检查字符串是不是格式良好的XML文档
- xml_is_well_formed_content 检查字符串是不是格式良好的XML内容
XML参数设置
- SET XML OPTION 设置XML格式
- SET XMLBINARY TO 设置二进制值在XML中的编码格式
将表、查询、游标、数据库映射到XML的函数
- table_to_xml、query_to_xml、cursor_to_xml、database_to_xml等。
具体每个函数的使用方法可以参考GaussDB(DWS)用户手册，下面主要介绍应用中常见的解析XML数据的XMLTABLE函数。
XMLTABLE函数概述
XMLTABLE函数通过XPath表达式的方式对XML数据进行解析，按照定义的列生成一个表将数据返回，返回的表可以包含任何 SQL 数据类型（包括 XML类型）。
XMLTABLE函数支持将表中的XML数据或一个SELECT查询的XML数据作为变量传递到指定的XPath表达式上，通过XPath表达式解析XML数据后的结果用于产生表中的列值，生成的表的结构由 XMLTABLE 的 COLUMNS 子句定义，可以指定列名、数据类型和生成列值的方式来定义列的特征。
下面演示一下XMLTABLE函数的使用方法，首先创建CUSTOMER表并插入包含客户信息的XML数据。
CREATE TABLE CUSTOMER AS SELECT 1 AS ID, XML $$ <ROWS> <ROW ID="1"> <CUSTOMER_NAME>Tony</CUSTOMER_NAME> <PHONENUM>123-456-666</PHONENUM> </ROW> <ROW ID="2"> <CUSTOMER_NAME>Serena</CUSTOMER_NAME> <PHONENUM>123-456-888</PHONENUM> </ROW> <ROW ID="3"> <CUSTOMER_NAME>Tina</CUSTOMER_NAME> <PHONENUM>123-456-999</PHONENUM> </ROW> </ROWS> $$ AS INFO;
通过以下 SELECT 语句在 XMLTABLE 函数中解析 CUSTOMER 表的 INFO 列。
SELECT XMLTABLE.* FROM CUSTOMER, XMLTABLE('//ROWS/ROW' PASSING INFO COLUMNS ID INT PATH '@ID', NAME VARCHAR(64) PATH 'CUSTOMER_NAME', PHONENUM TEXT PATH 'PHONENUM'); id | name | phonenum ----+--------+------------- 1 | Tony | 123-456-666 2 | Serena | 123-456-888 3 | Tina | 123-456-999 (3 rows)
在GaussDB(DWS)上，XMLTABLE函数支持下推到数据节点DN执行的STREAM查询计划，XML数据在数据节点上进行解析生成XMLTABLE结果表，通过GATHER STREAM将结果汇总到协调节点CN上，能够下推到DN的STREAM计划具有较好的查询性能。
XMLTABLE应用案例
在业务场景中，经常会遇到需要解析XML文档的场景，使用XMLTABLE函数可以快捷方便的完成对XML数据的解析，将所需的数据以表的形式返回，便于对数据进一步的查询和分析。
下面演示一个对消息数据的解析流程：
1. 创建一张用于存储消息数据的表，插入数据。
CREATE TABLE MSGS AS SELECT 1 AS ID, 'A,BB,CCC,DDDD,EEEEE' AS MSG;
2. 将消息文本数据通过XMLPARSE函数转化为XML数据。
test=# SELECT XMLPARSE(content '<r><c>' || REPLACE(MSG, ',', '</c><c>') ||'</c></r>') AS XML_MSG FROM MSGS; xml_msg ----------------------------------------------------------- <r><c>A</c><c>BB</c><c>CCC</c><c>DDDD</c><c>EEEEE</c></r> (1 row)
3. 使用XMLTABLE函数对XML数据进行解析，逐条返回消息内容。
test=# SELECT MSG_CONTENT FROM test-# (SELECT XMLPARSE(content '<r><c>' || REPLACE(MSG, ',', '</c><c>') ||'</c></r>') AS XML_MSG FROM MSGS), test-# XMLTABLE('/r/c/text()' PASSING XML_MSG COLUMNS MSG_CONTENT VARCHAR(4000) PATH '.'); msg_content ------------- A BB CCC DDDD EEEEE (5 rows)
从上图中可以看到，XMLTABLE解析后的数据以表的形式返回，在这个XMLTABLE表上可以进一步的对数据排序、筛选等操作，同时GaussDB(DWS)也支持在函数或存储过程中进行XML数据的处理，使应用程序的开发非常便捷。
总结
GaussDB(DWS)支持了XML数据类型及丰富的XML解析函数，同时基于Shared Nothing的分布式架构具有良好的并行处理和扩展能力，对XML数据的解析任务可下推到数据节点上进行并行处理，完全能够满足应用中出现的XML数据解析需求。
本文分享自华为云社区《GaussDB(DWS) XML数据处理实践》，原文作者：黎明的风。