ISOIEC 9075-42023 信息技术.数据库语言SQL.第4部分持久存储模块（SQLPSM）标准立项发展报告

信息技术数据库语言SQL第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-DatabaselanguagesSQL-Part4:Persistentstoredmodules(SQL/PSM)摘要随着信息技术的飞速发展，数据库管理系统已成为现代社会信息基础设施的核心组件，而结构化查询语言（SQL）作为关系型数据库的通用语言，其标准化工作直接影响着全球数据产业的健康发展。本报告以国际标准ISO/IEC9075-4:2023《信息技术数据库语言SQL第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订历程与产业发展意义。SQL/PSM作为SQL标准体系的重要组成部分，规定了数据库存储过程、函数、触发器及控制流语句的语法和语义，实现了应用程序逻辑与数据库引擎的深度融合。本报告详细分析了该标准的适用范围、核心技术要素及其与ISO/IEC9075系列其他部分的关系，重点阐述了其在提升数据库功能扩展性、跨平台兼容性和开发效率方面的关键作用。同时，本报告对标准的主要参与制定机构——国际电工委员会（IEC）及其联合技术委员会的组织架构和工作机制进行了介绍，并对该标准在金融、电信、政务、制造等行业中的应用现状与未来发展趋势进行了展望。本报告旨在为数据库技术研究人员、标准化学者及产业界技术人员提供参考和指导。关键词：数据库语言；SQL标准化；持久存储模块；存储过程；ISO/IEC9075；国际电工委员会；数据库管理Keywords:Databaselanguages;SQLstandardization;Persistentstoredmodules;Storedprocedures;ISO/IEC9075;IEC;Databasemanagement1引言1.1研究背景数据库技术自20世纪60年代诞生以来，经历了层次模型、网状模型到关系模型的演进，逐步成为信息技术领域最为成熟和广泛应用的基础性技术之一。关系型数据库管理系统（RDBMS）凭借其严谨的数学理论基础和完善的数据管理能力，在过去四十余年间主导了全球数据管理市场，支撑着金融交易、企业管理、政府服务、电子商务等核心业务系统的运行。而SQL作为关系型数据库的标准查询语言，其标准化工作自20世纪80年代启动以来，始终由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合推动，形成了ISO/IEC9075系列标准。然而，随着应用场景的日益复杂化和数据规模的持续膨胀，单纯的SQL查询功能已无法满足现代应用程序对数据完整性和业务逻辑封装的需求。如何在数据库层面实现复杂的业务规则、如何在多平台之间实现存储过程的无缝移植、如何确保服务端程序逻辑的安全可控执行，成为数据库标准化工作面临的重大挑战。SQL/PSM（持久存储模块）正是在这一背景下应运而生的关键标准。1.2标准基本信息ISO/IEC9075-4:2023《信息技术数据库语言SQL第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）》由ISO/IECJTC1/SC32（数据管理与交换分技术委员会）负责制定，于2023年6月1日正式发布。该标准取代了此前版本（ISO/IEC9075-4:2016），是SQL标准体系中的一个重要组成部分。标准规定了对SQL数据库语言中持久存储模块（即存储过程、函数和触发器）的语法和语义，包括SQL/PSM语言元素的定义、声明、控制流语句、异常处理机制以及与宿主语言之间的交互等核心内容。1.3标准的战略意义在数字化转型不断深入的今天，SQL/PSM标准的战略意义已超越了纯粹的技术规范层面。从产业生态角度看，该标准为全球数据库产品提供了统一的服务端编程范式，有效降低了应用程序跨平台迁移的成本壁垒；从数据安全角度看，持久存储模块提供了一种在数据所在地执行逻辑的机制，减少了网络传输过程中的数据暴露面；从技术发展角度看，该标准为新一代数据库技术——包括分布式数据库、云原生数据库及NewSQL系统——提供了兼容性和演进基础。2标准立项背景与需求分析2.1技术发展的需求驱动存储过程这一概念最早可追溯至20世纪80年代末期。在此之前，应用程序与数据库之间的交互完全依赖于客户端发出的SQL语句，每次操作都需要经过完整的解析—优化—执行流程，不仅通信开销显著，而且难以在数据库层面实现细粒度的安全控制和事务边界管理。Sybase于1987年在SQLServer中首次引入了存储过程机制，随后Oracle、IBMDB2等主流数据库厂商相继推出了各自的持久化程序模块实现。然而，由于缺乏统一的国际标准，各厂商的存储过程语言在语法、数据类型的支持范围、错误处理机制等方面存在显著差异，导致数据库应用的可移植性严重受限。在这一技术背景下，ISO/IECJTC1/SC32分技术委员会认识到，制定统一的SQL/PSM国际标准对于消除厂商锁定、促进技术创新和保障用户投资具有不可替代的作用。1993年，SQL/PSM标准制定工作正式启动，其核心目标是定义一种嵌入在SQL框架内的、可持久化存储的服务端编程语言规范。1996年，ISO/IEC9075-4:1996首次发布，成为国际标准化组织在数据库服务端编程领域的重要里程碑。2.2产业发展的现实需求从产业发展角度看，SQL/PSM标准的确立直接回应了以下几方面的现实需求：第一，应用可移植性需求。在缺少统一标准的情况下，企业在数据库平台之间进行迁移时，必须重写大量的存储过程和触发器代码，迁移成本高昂且风险显著。SQL/PSM标准的制定使得遵循标准的存储过程代码能够在不同数据库产品之间实现迁移和复用。第二，数据安全与合规需求。存储过程允许将业务逻辑封装在数据库内部，通过权限控制系统限制用户对底层数据的直接访问，实现最小权限原则。这种模式在金融业对账、医疗数据管理等对数据安全要求极为严格的场景下具有不可替代的价值。第三，性能优化需求。将高频使用的数据操作封装为持久存储模块，可以减少客户端与数据库服务器之间的交互次数，降低网络开销，同时利用数据库引擎的编译优化能力提升执行效率。第四，多语言互操作需求。SQL/PSM标准规定了SQL服务端程序与外部编程语言（如C、Java、COBOL等）之间的调用接口，为异构系统集成提供了标准化途径。2.3政策与法规依据本标准的制定和修订工作遵循了多项国际通行的标准化指导文件和技术规范，包括但不限于：-ISO/IECDirectives,Part1：《ISO/IEC指令第1部分：技术工作程序》，规定了国际标准制定和发布的程序规则；-ISO/IECDirectives,Part2：《ISO/IEC指令第2部分：国际标准的结构和编写规则》，规定了标准文件的编排格式和编写要求；-ISO/IECJTC1Directives：联合技术委员会的特定工作程序；-ISO/IEC9075-1:2023：《信息技术数据库语言SQL第1部分：框架》，定义了SQL标准体系的总体架构和各部分之间的关系。本标准的修订同时考虑了与《中华人民共和国标准化法》及相关数据库技术国家标准的衔接性，为我国实质性参与国际数据库标准化工作提供了参考。3标准主要内容与技术分析3.1标准适用范围与定位ISO/IEC9075-4:2023适用于所有声称支持SQL/PSM功能的数据库管理系统产品和相关工具，涵盖关系型数据库管理系统、对象关系型数据库管理系统以及支持SQL访问的云端数据库服务。标准规定了SQL/PSM语言中以下核心技术要素：-模式对象（SchemaObjects）的定义：包括存储过程、函数、触发器的创建、修改和删除语法；-程序结构（ProgramStructure）：包括复合语句（compoundstatements）、变量声明、游标操作、条件判断与循环控制等控制流语句；-异常处理（ExceptionHandling）：包括条件声明、处理器定义、信号和重置语句等；-权限管理（PrivilegeManagement）：包括EXECUTE权限的授予与回收机制；-调用接口（CallInterface）：包括存储过程的调用语法以及与外部程序之间的参数传递规则。3.2与SQL系列标准的关系ISO/IEC9075-4:2023是ISO/IEC9075系列标准的第四部分，与系列中的其他部分共同构成了完整的SQL语言规范体系。该系列目前包括以下主要组成部分：-ISO/IEC9075-1:2023：框架（Framework），定义SQL标准的概念模型和总体架构；-ISO/IEC9075-2:2023：基础（Foundation），定义SQL语言的核心语法和功能；-ISO/IEC9075-3:2023：调用级别接口（CLI），定义应用程序调用SQL数据库的接口规范；-ISO/IEC9075-4:2023：持久存储模块（PSM），规定服务端存储过程和函数的语言规范；-ISO/IEC9075-9:2023：外部数据管理（MED），定义对外部数据源的访问管理机制；-ISO/IEC9075-11:2023：信息和定义模式（Schemalog），定义数据库字典信息访问方法。SQL/PSM与第2部分（基础）之间存在紧密的技术关联。SQL/PSM标准建立在核心SQL语言基础之上，扩展了服务端程序设计的语言要素，使其在语法上与SQL基础标准保持一致并相互衔接。3.32023版标准的主要技术更新相较于前一版本（ISO/IEC9075-4:2016），2023年版在技术内容上进行了以下重要调整和补充：（1）完善了数组类型支持。新版标准扩展了数组类型的定义和操作能力，允许在持久存储模块中更灵活地使用数组变量进行批量数据处理，提升了处理复杂数据结构的表达能力。（2）增强了异常处理机制。在原有异常处理框架的基础上，2023版细化了条件处理器的优先规则和作用域语义，增加了对嵌套复合语句中异常传播路径的明确规范，降低了多层级程序结构中错误处理的歧义性。（3）改进了游标操作的灵活性和状态管理能力。新增了对游标状态查询和显式释放的规范，优化了游标在并发事务场景下的行为一致性定义。（4）优化了与外部程序之间的交互机制。明确了递归调用场景下的参数传递规则，引入了对调用上下文属性的标准化描述，提升了SQL/PSM程序与宿主语言程序之间的互操作性。（5）修订了语法规范中的冲突和不一致之处。对标准文本中的语法形式定义（SyntaxRules）和通用规则（GeneralRules）进行了全面审校，消除了多处语义歧义和示例代码中的错误。3.4技术难点与解决方案在SQL/PSM标准的制定和修订过程中，技术难点主要集中在以下几个方面：状态管理的复杂性。持久存储模块的执行涉及数据库会话状态、事务上下文和异常传播路径的复杂交互，如何精确描述这些运行时的语义而不依赖于具体的实现方式，是标准编写面临的核心难题。解决方案是采用抽象状态机模型来描述程序执行语义，同时保持对实现方式的开放性。并发控制的挑战。存储过程通常运行在并发事务环境中，对数据一致性要求极高。标准通过明确存储过程与事务边界之间的交互规则，确保遵循标准的实现在并发场景下具备可预期的行为特征。类型系统的协调。SQL/PSM语言需要与SQL标准的类型系统完全兼容，同时需要为存储过程中的局部变量和参数提供合适的数据类型定义方式。2023版标准对类型相关的规则进行了系统性的梳理和完善，有效解决了此前版本中类型转换规则描述不一致的问题。4标准修订和主要参与单位4.1标准制定机构概况ISO/IEC9075-4:2023由ISO/IECJTC1（联合技术委员会第1分委员会）下属的SC32分技术委员会负责制定和维护。JTC1是ISO和IEC联合设立的第一个联合技术委员会，专门负责信息技术领域的标准化工作，其工作范围涵盖信息技术的所有方面，包括系统设计、软件开发、网络通信和数据管理。SC32（数据管理与交换分技术委员会）的具体职责包括：-负责数据管理、数据交换和数据处理领域的国际标准化工作；-制定和维护SQL标准系列（ISO/IEC9075系列）；-制定数据元、元数据注册和互操作性相关标准；-协调与其他标准化组织在数据管理领域的合作。在SQL/PSM标准的具体制定过程中，SC32/WG3（数据库语言工作组）承担了实质性的起草和技术评审工作，汇集了来自全球各主要数据库厂商、学术机构和标准化机构的权威专家。4.2主要参与单位介绍：国际电工委员会（IEC）国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域的国际标准化工作。IEC的成员包括全球170多个国家和地区，其标准体系覆盖电力、电子、电信、信息技术等广泛领域，对全球技术和经济发展产生着深远影响。在ISO/IEC9075-4:2023标准的制定工作中，IEC发挥了不可或缺的作用。IEC通过其下属的标准化管理局（StandardizationManagementBoard）参与对JTC1的组织管理工作，与ISO共同审批JTC1的工作计划和技术报告。IEC的参与确保了标准的制定过程符合国际电工和电子工程领域的行业需求，尤其是在数据库系统与工业自动化、电力系统等关键基础设施的集成应用方面。IEC的专业技术资源和工作网络为SQL/PSM标准的修订提供了坚实的技术支撑。通过IEC国家成员体机制，各成员国的技术专家能够深度参与标准的草案讨论和技术评审工作，保证了标准的技术内容兼顾不同地区的产业实践和技术传统。4.3其他重要参与力量除了IEC在组织层面的支持和保障外，ISO/IEC9075-4:2023标准的制定还凝聚了来自以下方面专家和机构的智慧和努力：-各国标准化机构的技术专家：包括美国ANSI、中国国家标准化管理委员会（SAC）、英国BSI等国家成员体的委派专家，在标准草案的编辑和评审中发挥了关键作用；-数据库产业界的领先企业：包括Oracle、Microsoft、IBM、SAP等主流数据库厂商的技术代表，将丰富的产品实践经验反馈到标准内容之中；-学术研究机构：各高校和研究所的研究人员为标准的语义描述和理论建模提供了学术支撑；-行业协会与应用方代表：确保标准能够满足金融、电信、制造业等关键行业用户的实际业务需求。5结论与展望5.1总结ISO/IEC9075-4:2023《信息技术数据库语言SQL第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）》的发布是国际数据库标准化工作的重要成果。通过对该标准的系统分析可以看出，SQL/PSM标准不仅是SQL语言体系的重要组成部分，更是连接数据库核心功能与多样化业务应用需求的桥梁。它解决了存储过程和函数在语法、语义及调用接口方面的标准化问题，为数据库应用的跨平台部署和长期演进提供了基础性保障。本标准在技术层面实现了多重目标：通过规范的持久存储模块语言定义，使得开发人员能够在数据库层面以标准化方式实现复杂的业务逻辑；通过完善的异常处理机制和权限管理模型，加强了数据库系统的安全性和健壮性；通过对数组类型和控制流语句的持续扩展，提升了标准的表达能力，与现代应用程序的开发需求保持了同步。5.2发展趋势与展望展望未来，SQL/PSM标准的演进面临新的机遇和挑战：云原生数据库的适配需求。随着云计算的深度普及，云原生数据库正在重塑数据库产业的格局。未来SQL/PSM标准的修订需要进一步考虑无服务器计算、弹性扩缩容和跨区域部署等云环境特有的架构特征，制定适应云环境的存储过程执行语义和资源管理规范。大数据和实时分析需求的融入。在数据量急剧增长和实时分析需求不断增强的趋势下，SQL/PSM可能需要扩展对分布式计算模型中存储过程行为特征的描述，以及流式数据处理场景下持久化模块的适配方式。人工智能与数据库的融合。随着AI技术对数据库领域的持续渗透，未来标准可能需要纳入对AI相关数据类型和操作的原生支持，为智能化数据库应用提供标准化基础。数据安全与隐私保护。全球数据保护法规日益严格，SQL/PSM标准需要在权限管理、审计追踪和敏感数据保护方面持续增强相关的规范化能力。参考文献[1]ISO/IEC9075-4:2023,Informationtechnology—DatabaselanguagesSQL—Part4:Persistentstoredmodules(SQL/PSM).ISO/IEC,2023.[2]ISO/