ISOIEC 9075-132023 信息技术.数据库语言SQL.第13部分使用Java TM编程语言（SQLJRT）的SQL例程和类型标准立项发展报告

信息技术数据库语言SQL第13部分：使用Java™编程语言（SQL/JRT）的SQL例程和类型标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology–DatabaselanguagesSQL–Part13:SQLRoutinesandtypesusingtheJava™programminglanguage(SQL/JRT)摘要随着企业信息化程度的不断深入，数据库管理系统（DBMS）与通用编程语言之间的无缝集成已成为现代软件工程的核心需求。SQL（结构化查询语言）作为关系数据库的国际标准语言，其与Java编程语言的互操作能力直接关系到企业级应用系统的开发效率、运行性能与维护成本。本报告围绕国际标准ISO/IEC9075-13:2023《信息技术数据库语言SQL第13部分：使用Java™编程语言（SQL/JRT）的SQL例程和类型》展开系统论述。报告首先阐述了该标准的立项背景，分析了随着Java语言在金融、电信、制造等关键行业的核心业务系统中的广泛部署，SQL标准对Java例程支持和用户自定义类型集成能力提出的更高要求；继而全面梳理了该标准的技术框架，涵盖SQL/JRT的体系结构、SQL例程的Java方法映射机制、用户自定义类型的Java类映射规则，以及安全管理与调用约定等核心内容；随后报告深入分析了标准的关键技术要点与国际应用现状，归纳了其对数据库技术发展、应用系统架构演进以及跨平台互操作性提升所产生的深远影响。最后，报告对参与标准制定与修订的主要企事业单位进行了介绍，并对标准的未来演进方向提出了展望。本报告旨在为数据库技术研发人员、标准化学者及企业信息化决策者提供系统性的参考与借鉴。关键词：SQL标准；Java编程语言；SQL/JRT；数据库互操作；用户自定义类型；存储过程；ISO/IEC9075Keywords:SQLStandard;JavaProgrammingLanguage;SQL/JRT;DatabaseInteroperability;User-DefinedTypes;StoredProcedures;ISO/IEC90751引言1.1标准化背景自1986年国际标准化组织（ISO）发布第一个SQL标准以来，SQL已成为关系数据库领域最为核心的国际标准语言。经过近四十年的持续演进，SQL标准已从最初的关系数据模型定义与操作语言发展为涵盖对象关系特性、OLAP分析功能、XML文档处理、多维数组操作以及外部数据访问等全方位能力的综合性标准体系。在这一标准体系中，ISO/IEC9075《信息技术数据库语言SQL》构成了一个由多部分组成的系列标准，各组成部分分别针对SQL语言的不同方面进行规范。其中，ISO/IEC9075-13专门针对使用Java™编程语言编写SQL例程和定义用户自定义类型进行了标准化规范。该部分标准通称SQL/JRT（SQLRoutinesandTypesusingtheJavaProgrammingLanguage），其核心目标在于建立SQL标准与Java语言之间的正式映射关系，使得数据库应用开发者能够以标准化方式在SQL数据库环境中调用Java方法，并以Java类形式定义用户自定义类型（UDT）。1.2立项目的与意义本标准的立项基于以下核心需求：-解决语言互操作性挑战：企业级应用系统中，SQL数据库与Java应用服务器之间的数据交换与业务逻辑调用长期依赖厂商专有接口，缺乏统一标准导致应用可移植性差、系统集成成本高。SQL/JRT标准的制定为解决这一痼疾提供了权威的技术依据。-支撑现代应用架构需求：微服务架构、云计算平台及大数据处理框架的兴起对数据库与编程语言之间的互操作效率提出了更高要求，标准化Java例程调用机制能够有效简化应用开发流程，提升系统性能。-完善SQL标准体系：作为ISO/IEC9075系列标准的重要组成部分，SQL/JRT标准的持续修订确保了整个SQL标准体系与主流编程语言技术演进的同步性。1.3修订背景说明本次发布的ISO/IEC9075-13:2023为第5版（即第五次发布），取代了此前的ISO/IEC9075-13:2016版本。此次修订的主要驱动力来自以下方面：-Java技术生态的持续演进（包括JavaSE平台版本的定期更新及新语言特性的引入）；-SQL标准其他部分（特别是SQL/Foundation和SQL/PSM）的同步修订对第13部分提出的衔接性要求；-数据库行业在实际部署SQL/JRT实现过程中反馈的问题与改进建议；-与JavaCommunityProcess（JCP）相关规范（如JDBC4.3及以上版本）的对齐需求。2标准技术概述2.1标准适用范围与定位ISO/IEC9075-13:2023规定了下述内容：-使用Java编程语言编写SQL例程（包括SQL存储过程与SQL函数）的方法与语义；-使用Java类定义用户自定义类型（UDT）的机制与约束；-SQL例程定义中调用Java静态方法的方式与映射规则；-将Java类方法注册为SQL存储过程或SQL函数的语法与语义；-使用Java类实现用户自定义类型时，类型映射、构造函数映射、方法映射的具体规则；-上述功能与SQL标准其他部分（特别是ISO/IEC9075-1（框架）、ISO/IEC9075-2（基础）、ISO/IEC9075-4（PSM））之间的交互关系。该标准适用于所有声称支持SQL/JRT特性的SQL实现，无论是商业数据库管理系统（如OracleDatabase、IBMDb2等）还是开源数据库系统（如PostgreSQL的部分扩展实现）。2.2体系架构SQL/JRT标准在SQL标准整体体系中的位置可从以下两个维度加以理解：在ISO/IEC9075系列中的位置：ISO/IEC9075由多个部分构成，其中第1部分（SQL/框架）定义了整个系列的概念结构，第2部分（SQL/基础）规定了SQL语言的核心语法与语义，第4部分（SQL/PSM）定义了SQL持久化存储模块（即SQL例程的标准化语言）。SQL/JRT（第13部分）与上述部分紧密配合，为在SQL例程中使用Java语言提供了语法规范和语义定义。SQL/JRT与第2部分中定义的调用规范（CallSpecification）机制相衔接——调用规范将Java方法声明为SQL例程，使Java方法的调用在语法和语义上等同于SQL例程的调用。与其他相关标准及规范的关系：SQL/JRT在引用SQL标准其他部分的基础上，同时引用了JavaSE平台的相关规范。Java语言规范（JavaLanguageSpecification）和Java虚拟机规范（JavaVirtualMachineSpecification）所定义的类型系统、方法调用约定及异常处理机制是SQL/JRT实现所依赖的基础。同时，JDBC规范定义了Java程序访问数据库的通用接口，SQL/JRT与其互补——JDBC解决Java程序“访问”数据库的问题，而SQL/JRT解决数据库“调用”Java逻辑的问题。2.3核心机制解析2.3.1SQL例程的Java方法映射SQL/JRT的核心机制之一是将Java静态方法映射为SQL例程。具体而言：-方法映射：数据库管理员或开发者可以使用“CREATEPROCEDURE”或“CREATEFUNCTION”语句配合“EXTERNALNAME”子句，将一个Java静态方法声明为SQL例程。该子句指定了Java类的完全限定名称和方法名称。SQL/JRT标准定义了Java方法参数与SQL数据类型之间的映射规则，包括基本类型（如int、double、boolean等）与SQL数值类型、布尔类型的对应关系，以及String、byte[]等引用类型与SQL字符类型、二进制类型的对应关系。-参数传递约定：SQL/JRT规定Java方法参数的类型和数量必须与SQL例程的参数声明匹配，返回值类型映射也需遵循标准规定的规则。支持IN、OUT、INOUT三种参数模式，其中OUT和INOUT参数在Java方法中通常通过单元素数组或Java返回值结合辅助类实现。-NULL值处理：标准允许在例程创建时指定参数或返回值的NULL处理方式——可选择将SQLNULL映射为Java的null引用，或映射为Java基本类型的默认值。2.3.2用户自定义类型的Java类映射SQL/JRT同样支持使用Java类定义用户自定义类型：-类型映射：SQL中的用户自定义类型（UDT）可以映射为一个Java类。该Java类必须实现特定的接口（如java.sql.SQLData），以实现UDT属性与Java类字段之间的双向转换。SQL/JRT标准精确规定了UDT属性与Java类字段之间的命名对应规则和类型映射规则。-方法映射：UDT的方法可以映射为Java类中的实例方法。当在SQL中调用UDT的方法时，实际执行的是对应Java类实例上的方法。这使得复杂的数据类型能够在SQL层面获得丰富的面向对象行为支持。2.3.3安全管理与调用约定-权限控制：SQL/JRT规定了对Java例程执行的安全管理要求。实现应遵循SQL标准中的授权机制，即用户需要具有相应SQL例程的EXECUTE权限才能调用Java方法所映射的SQL例程。标准同时建议实现应遵守Java安全管理器（JavaSecurityManager）的约束。-类解析与加载：标准要求SQL实现应具备从数据库目录或外部文件系统中加载Java类的能力，并定义了类解析的逻辑顺序和失败处理行为。-事务语义：通过Java方法映射的SQL例程参与当前SQL事务，遵循SQL事务的ACID特性。Java方法内部不应自行提交或回滚事务。3标准关键技术内容详解3.1数据类型映射规范SQL/JRT标准详细定义了SQL数据类型与Java数据类型之间的映射关系。以下为主要映射类别的概要：|SQL数据类型|Java数据类型||---|---||CHARACTER/VARCHAR/CLOB|java.lang.String||NUMERIC/DECIMAL|java.math.BigDecimal||INTEGER/SMALLINT|int/short||BIGINT|long||REAL/DOUBLE/FLOAT|float/double||BOOLEAN|boolean||BINARY/VARBINARY/BLOB|byte[]||DATE/TIME/TIMESTAMP|java.sql.Date/java.sql.Time/java.sql.Timestamp||用户自定义类型（UDT）|对应的Java类（实现SQLData接口）|特殊类型处理：针对SQL标准中的ROW类型、REF类型以及集合类型（ARRAY/MULTISET），SQL/JRT通过JDBC标准中定义的标准映射或自定义映射机制提供了支持。标准特别指出，当Java方法中使用了SQL/JRT映射规则未涵盖的数据类型时，实现应返回一个明确的错误条件。3.2调用规范（CallSpecification）调用规范是SQL/JRT中连接SQL声明与Java实现的语法桥梁。标准中定义的调用规范主要包含以下要素：-方法名称：被调用的Java类的完全限定名和方法名；-参数传递机制：支持BYREFERENCE（传递引用）和BYVALUE（传递值）两种方式，但在当前版本的SQL/JRT中主要通过引用方式实现；-静态方法要求：被映射的Java方法必须是publicstatic类型，且方法签名与SQL例程的参数列表相兼容；-返回类型处理：方法返回类型必须与SQL例程的返回类型兼容，对于存储过程（无返回值），Java方法返回类型应为void。3.3SQL/JRT与SQL/PSM的互补关系ISO/IEC9075-4（SQL/PSM）定义了使用SQL语言自身编写存储过程和函数的标准化方法，而SQL/JRT则提供了在SQL例程中使用Java语言实现业务逻辑的替代方案。两者之间的核心互补性体现在以下方面：-语言能力差异：SQL/PSM适用于纯数据操作场景，而Java在复杂业务逻辑、字符串处理、文件I/O、网络通信等通用计算场景中具有不可替代的优势。SQL/JRT允许开发者将这类通用逻辑直接嵌入数据库端的SQL例程中，避免应用层与数据库层之间的大量数据往返传输。-代码复用：企业IT系统中已经存在大量经过验证的Java业务逻辑组件，SQL/JRT提供标准化途径使这些组件可以在数据库层面被复用，减少重复编码成本。-性能考量：对于数据密集型运算，将计算下推到数据库端可以大幅减少网络开销。但在JVM与SQL引擎之间的数据转换上也存在一定开销，因此实际部署时应根据具体场景权衡。3.4标准一致性要求ISO/IEC9075-13:2023明确规定了实现声明符合本部分标准所需满足的一致性要求。实现必须满足以下条件方可声称符合SQL/JRT标准：-支持本部分中规定的所有特性，不存在语法或语义上的偏离；-正确处理标准定义的所有数据类型映射规则；-按照标准规定的异常处理逻辑返回SQLSTATE值，标识Java方法执行过程中产生的异常和错误条件；-正确执行调用规范中的权限检查机制。标准同时定义了若干实现定义（implementation-defined）和可选特性，允许实现按照各自情况灵活处理，但必须在文档中明确说明。4国际应用与影响分析4.1数据库产品中的应用现状目前，ISO/IEC9075-13（SQL/JRT）已在国际主流数据库产品中得到不同程度的实现与应用：-OracleDatabase：从Oracle9i开始即支持使用Java编写存储过程、函数和触发器，提供了完善的Java存储过程开发环境。Oracle的实现支持将Java类加载至数据库内部JVM中运行，支持标准中定义的主要特性。-IBMDb2：Db2forLinux,UNIX,andWindows支持使用Java编写SQL例程和用户自定义函数，其实现同样遵循SQL/JRT标准的要求，并提供了丰富的调试和管理工具。-ApacheDerby：作为纯Java实现的嵌入式关系数据库，ApacheDerby对SQL/JRT的支持较为完整，开发人员可以直接使用Java方法作为存储过程。Derby在Java环境中部署的轻量性和与Java应用的无缝集成能力使其成为SQL/JRT标准实践的理想参考实现。-PostgreSQL：通过PL/Java扩展，PostgreSQL实现了SQL/JRT标准定义的大部分特性，支持在数据库服务端运行Java方法。4.2行业应用场景SQL/JRT标准在以下典型应用场景中展现出重要的实用价值：-金融行业：银行核心交易系统中，复杂的账务处理逻辑常以Java存储过程的形式运行在数据库端，以便充分利用数据库的事务管理能力和数据访问效率。SQL/JRT标准化为此类关键应用提供了跨数据库平台的可移植性基础。-电信行业：电信计费系统需要处理海量通话记录及复杂的价格计算规则，Java例程的标准化调用支撑了高吞吐量的计费处理，同时保持了系统的可维护性和可扩展性。-制造业与物联网：在工业数据采集与处理系统中，传感器数据的清洗、校验和聚合处理可以借助Java语言丰富的生态而实现，SQL/JRT标准的应用使数据处理逻辑更接近数据存储层，降低延迟并提升整体吞吐量。4.3对数据库技术发展的影响SQL/JRT标准的持续演进对数据库技术发展产生了多方面的推动作用：-推动数据库与编程语言生态融合：SQL/JRT为数据库提供了标准化的通用语言扩展机制，显著提升了数据库管理系统的功能边界和适用场景。-促进多语言数据库编程模型的形成：在SQL/JRT的启发和影响下，业界对PostgreSQL（PL/Python、PL/Perl、PL/v8）、SQLServer（CLR集成）等数据库的多语言编程支持模式日益重视，逐步形成了“SQL+通用语言”的混合编程范式。-支撑数据库国产化与自主可控进程：SQL/JRT标准的规范化设计理念和技术架构，为国产数据库在设计Java等通用语言扩展机制时提供了宝贵的参考路径。5标准修订与主要参与单位介绍5.1标准制定与维护机制ISO/IEC9075-13由ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下设的SC32（数据管理与交换分技术委员会）负责制定与维护。在SC32内部，WG3（数据库语言工作组）具体承担SQL系列标准的维护和修订工作。WG3的专家成员来自各成员国标准化机构、数据库厂商、学术机构及用户单位，通过定期会议、技术提案和共识评审等机制推动标准的持续演进。SQL/JRT部分的修订通常与整个SQL标准系列的修订周期保持协调同步，以确保各部分之间在术语、语法和概念上的一致性。5.2主要参与企事业单位介绍在SQL/JRT标准的制定与修订过程中，全球多家数据库技术领军企业深度参与了标准内容的贡献与推动。以OracleCorporation（甲骨文公司）为例，其在SQL/JRT标准的制定与完善中发挥了举足轻重的作用。作为全球最大的企业级数据库软件供应商之一，Oracle在数据库技术与编程语言集成领域具有超过三十年的深厚积累。早在20世纪90年代末，Oracle便在业界率先推出了内置Java虚拟机（JVM）的数据库产品，这一技术决策直接推动了Java与数据库深度集成理念的落地。Oracle的专家团队长期深度参与ISO/IECJTC1/