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）标准化立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology-DatabaseLanguagesSQL-Part4:PersistentStoredModules(SQL/PSM)摘要随着数字化转型的深入推进，数据库技术作为信息系统的核心基础设施，其标准化程度直接影响着数据处理的效率、质量与安全性。ISO/IEC9075系列标准是关系数据库领域最具权威性和基础性的国际标准，其中第4部分“持久存储模块（SQL/PSM）”规定了SQL数据库中存储过程、存储函数、触发器以及控制流语句等服务器端编程能力的语法与语义，是数据库管理系统实现可移植、可互操作业务逻辑的重要依据。本报告围绕ISO/IEC9075-4:2023标准的立项背景、技术内容、修订历程、应用现状及未来趋势展开系统分析，重点阐述了该标准在增强SQL语言过程化扩展能力、推动数据库互操作性、支撑大规模数据处理与复杂业务逻辑实现方面的核心价值。报告还对标准主要参与制定单位——国际电工委员会（IEC）的角色与贡献进行了详细介绍，并对SQL/PSM标准在云计算、分布式数据库、人工智能数据服务等新兴领域的应用前景进行了展望。本报告旨在为数据库技术研发人员、标准化学者及行业管理人员提供参考。关键词：SQL标准；ISO/IEC9075；持久存储模块；数据库语言；存储过程；标准化Keywords:SQLStandard;ISO/IEC9075;PersistentStoredModules;DatabaseLanguage;StoredProcedures;Standardization1.引言1.1标准化背景信息技术的迅猛发展使得数据成为数字经济时代最具战略性的生产要素。数据库管理系统（DBMS）作为数据存储、管理与分析的核心平台，其语言规范的统一性和完备性至关重要。结构化查询语言（SQL）自20世纪70年代由IBM提出以来，经过数十年的演进，已从一种简单的查询工具发展为涵盖数据定义、数据操纵、数据控制及过程化编程在内的综合性数据库语言。然而，早期SQL标准主要聚焦于声明式操作，对于循环、分支、异常处理等过程化逻辑缺乏统一规范，导致各数据库厂商不得不开发各自私有的过程化扩展语言，如Oracle的PL/SQL、Microsoft的T-SQL、PostgreSQL的PL/pgSQL等，形成了事实上的“方言割据”局面。这种异构性不仅增加了应用程序跨平台迁移的成本，也阻碍了数据库系统之间的互操作与数据共享。1.2标准立项意义为解决上述问题，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合技术委员会ISO/IECJTC1/SC32（数据管理与交换分技术委员会）于1996年首次发布了ISO/IEC9075-4标准，正式确立了SQL语言中持久存储模块（SQL/PSM）的标准化框架。该标准的立项旨在为SQL数据库提供一套完整的、与语言无关的服务器端编程设施，使得存储过程、存储函数、触发器及动态SQL等能力在不同数据库产品之间具备一致的语法语义和可移植性。经过近三十年的持续修订，SQL/PSM已发展成为SQL标准体系中不可或缺的组成部分，为数据库功能扩展、应用逻辑下沉及系统性能优化提供了标准化路径。本报告的编写，旨在全面梳理ISO/IEC9075-4:2023标准的技术内容与发展脉络，分析其在当前技术生态中的重要地位，并展望其未来演进方向，为相关领域的技术决策者、标准参与者及应用开发者提供系统性的参考依据。2.标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO/IEC9075-4:2023||标准名称|信息技术—数据库语言SQL—第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）||英文名称|Informationtechnology-DatabaselanguagesSQL-Part4:Persistentstoredmodules(SQL/PSM)||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）/国际标准化组织（ISO）||发布日期|2023年6月1日||国别|国际组织||语言|英语||分类号|信息技术用语言（35.060）|ISO/IEC9075-4:2023属于ISO/IEC9075多部分标准体系中的第四部分。该系列标准共同构成了SQL数据库语言的完整规范，各部分既相互独立又协同配合，具体划分为：-第1部分：框架（SQL/Framework）-第2部分：基础（SQL/Foundation）-第3部分：调用级接口（SQL/CLI）-第4部分：持久存储模块（SQL/PSM）-第9部分：管理外部数据（SQL/MED）-第10部分：对象语言绑定（SQL/OLB）-第11部分：信息与定义模式（SQL/Schemata）-第13部分：Java程序语言绑定例程与类型（SQL/JRT）-第14部分：XML相关规范（SQL/XML）-第15部分：多维数组（SQL/MDA）SQL/PSM作为其中专门针对“服务端过程化编程”的部分，构成SQL标准中过程化能力的权威基准。2.2版本修订历史SQL/PSM标准自首次发布以来，历经多次重要修订，每一次更新均反映了数据库技术需求和产业实践的发展变化：-1996年（首版）：发布ISO/IEC9075-4:1996，奠定了SQL/PSM的基础框架，涵盖存储过程、存储函数、控制语句、条件处理及动态SQL等核心内容。-1999年（第二版）：纳入SQL:1999整体框架，增强了调用语句、游标操作和信息模式支持。-2003年（第三版）：结合SQL:2003的全面更新，增加了语言级安全性、改善的异常处理机制及对对象类型方法的支持。-2008年（第四版）：进一步完善存储过程能力，增强与SQL/XML等其他部分的协调性。-2011年（第五版）：优化了大对象数据类型处理及控制语句的执行效率规范。-2016年（第六版）：引入对JSON数据类型的初步支持，调整了动态SQL的游标管理规则。-2023年（现行版）：本版本是SQL:2023系列的重要组成，重点完善了以下内容：增强异常处理体系和条件声明机制；优化存储过程的权限管理模型；增加对多维度数组类型（SQL/MDA）的过程化交互规范；改进对空值处理和类型转换的语义；提升与SQL:2023框架及其他部分的协同一致性。2.3标准适用范围ISO/IEC9075-4:2023适用于以下对象和场景：1.数据库管理系统开发商：为DBMS实现标准化的SQL/PSM引擎提供规范性依据，保障产品与国际标准接轨；2.应用程序开发人员：编写可在多个数据库平台间移植的存储过程和函数；3.数据集成与迁移工具开发者：实现数据库间业务流程与业务逻辑的平滑迁移；4.数据库管理员与架构师：设计、部署和管理基于标准存储模块的数据库应用；5.教育与科研机构：数据库课程教学、学术研究及标准化测试验证。3.标准技术内容分析3.1SQL/PSM的核心架构ISO/IEC9075-4:2023围绕“持久存储模块”概念，定义了一整套SQL过程化编程的语法与语义规范。其核心架构可归纳为以下几大功能模块：（1）存储过程（Procedures）与存储函数（Functions）存储过程是SQL/PSM的核心实体，它是一段经过编译并持久化存储在数据库中的可执行代码，能够接受输入参数、返回输出参数或结果集。SQL/PSM标准明确定义了存储过程的创建语法（CREATEPROCEDURE）、调用方式（CALL语句）、参数模式（IN、OUT、INOUT）、权限控制及执行语义。存储函数（CREATEFUNCTION）与存储过程的区别在于其必然返回一个标量值或表值，可嵌入SQL表达式，适用于计算封装、数据校验等场景，提升了SQL表达式的可扩展性与复用性。（2）控制流语句（ControlStatements）持久存储模块过程化能力的关键在于完整的控制流语句体系。标准定义了以下语句类别：-条件控制：IF-THEN-ELSE、CASE语句；-循环控制：LOOP、WHILE、REPEATUNTIL、FOR语句；-跳转控制：LEAVE、ITERATE语句；-复合语句：使用BEGIN...END定义语句块；-空操作与赋值：SET语句。（3）条件处理与异常管理（ConditionHandling）SQL/PSM标准设定了灵活的异常处理框架，支持声明条件（DECLARECONDITION）、定义处理程序（DECLAREHANDLER）以及主动抛出异常（SIGNAL和RESIGNAL语句）。异常处理涵盖了“继续执行（CONTINUE）”、“退出执行（EXIT）”和“撤销操作（UNDO）”三种处理方式，提供了精细的异常管理能力，保障了存储模块的鲁棒性和可维护性。（4）动态SQL（DynamicSQL）标准支持在存储模块中构造和执行动态SQL语句，包括：-EXECUTEIMMEDIATE：执行不含结果集的动态单语句；-PREPARE与EXECUTE：分步执行动态SQL；-动态游标与动态描述符区域（SQLDescriptorArea）。动态SQL能力使得开发者能够在运行时拼装并执行灵活多变的SQL语句，适应动态查询需求，是构建通用型和配置驱动型数据库应用不可或缺的技术支撑。（5）游标管理（CursorManagement）游标是SQL/PSM中处理多行结果集的核心机制。标准定义了声名游标（DECLARECURSOR）、打开游标（OPEN）、从游标提取数据（FETCH）、关闭与释放游标（CLOSE）的完整生命周期语义，并规定了游标的可更新性、敏感性和滚动性等属性，确保在过程化上下文中对结果集进行精准、安全的访问和操作。（6）权限与安全模型SQL/PSM通过SQL标准中的授权机制管理存储模块的执行权限。标准规定了EXECUTE权限的授予与回收（GRANT/REVOKE）、定义者权限（DEFINER）与调用者权限（INVOKER）的语义差异，为存储过程的安全执行提供了制度基础。3.2SQL/PSM与SQL标准体系的关系SQL/PSM不是孤立存在的标准部分，它通过以下机制与SQL标准家族形成紧密协同：-与SQL/Foundation（第2部分）的关系：SQL/PSM依赖Foundation定义的数据类型、模式对象、SQL表达式等基础结构。在2023版本中，PSM与Foundation在空值语义、数据类型兼容性等方面实现了更深层次的融合，并通过引入MDA多维数组的过程化处理能力，标志着SQL标准正式进入密集数组计算领域，吻合了科学数据库和AI数据处理的最新需求。-与SQL/CLI（第3部分）的关系：CLI提供了应用程序与数据库交互的调用级接口，而PSM则提供了数据库内部的过程化逻辑。在C/S架构中，CLI负责外部调用，PSM负责内部业务逻辑封装，两者共同构成完整的数据库应用开发生态。-与SQL/Schemata（第11部分）的关系：SQL/PSM中的存储模块作为模式对象，其元数据通过信息模式进行描述和管理。Schemata部分定义了视图和表中存储过程、函数元信息的标准查询方式，增强了数据库系统的自描述能力和可管理性。-与SQL/JRT（第13部分）的关系：SQL/JRT定义了Java语言与SQL例程的互操作规范。PSM中定义的标准过程化语言与SQL/JRT中的Java方法可以相互调用，为Java开发者利用SQL/PSM能力提供了标准通道。3.3标准的关键技术改进（2023版）2023版SQL/PSM在继承以往版本的基础上，引入了以下关键改进：1.多维数组（MDA）过程化处理：配合SQL/MDA部分（ISO/IEC9075-15），PSM新增了对多维数组对象的声明、赋值、切片和遍历操作。2.异常处理机制增强：完善了异常处理器的优先级匹配算法，并明确了嵌套复合语句中的异常传播路径。3.权限模型优化：细化了定义者权限和调用者权限的适用范围，新增了存储过程的访问控制细化规则，提高了复杂业务场景下的安全治理能力。4.动态SQL能力的扩展：增强了游标动态参数绑定和描述符区域的管理接口规范，为高度动态的数据库应用提供了更好的支撑。4.标准应用价值与影响4.1促进数据库系统互操作性SQL/PSM标准的实施，从根本上降低了SQL方言之间过程化扩展的语义差异。通过遵循统一的标准语法与行为规范，数据库产品可以为存储过程提供更趋一致的执行结果。这对于多数据库混合部署的企业环境尤为关键——应用程序只需维护一套符合SQL/PSM标准的存储逻辑，便可在多个数据库平台之间实现平滑迁移。4.2提升应用开发效率与可维护性通过标准化的存储过程与函数，企业可以将复杂的业务规则集中管理在数据库层，实现“一次编写、多处复用”。标准化的控制流语句和异常处理机制简化了程序员的编写难度，降低了逻辑错误发生的概率，并大幅提升了代码的可读性与可维护性。此外，存储模块的持久化特性使得数据库重启后仍能保留编译后的执行计划，从而提升重复执行的性能表现。4.3支持复杂业务逻辑的数据端下沉在微服务架构日益普及的今天，将部分数据密集型业务逻辑下沉至数据库端，借助SQL/PSM标准能力实现数据就近计算，可有效减少网络传输开销，降低应用服务层的负载压力。特别是在涉及大批量数据校验、批量更新以及报表聚合计算的场景中，利用PSM存储过程往往能比应用层逐条处理获得一个数量级以上的性能提升。4.4推动新兴技术的标准化融合2023版SQL/PSM对JSON、XML及多维数组等数据类型的支持，表明了SQL标准正在积极拥抱半结构化和科学计算数据类型的发展趋势。这一变革为AI驱动的数据服务、科学计算平台以及实时分析引擎的标准化建设提供了数据库语言层面的基础支撑。5.标准发展与展望5.1云计算与分布式数据库云原生数据库和分布式数据库的快速发展对SQL/PSM提出了新挑战：在分布式事务一致性和数据分片背景下，如何定义存储过程的跨节点执行语义？如何在云环境中提供跨实例的持久化模块共享？这些问题将是下一阶段SQL/PSM标准修订中需要深入探讨的课题。5.2人工智能与数据密集型计算随着机器学习与数据分析需求的日益增长，数据库内嵌AI功能（如在SQL中直接调用模型推理）成为热点方向。SQL/PSM标准有望未来引入对ML模型注册、调用与结果处理的标准化接口，使数据库既充当数据存储引擎又成为智能化决策平台。5.3数据安全与合规在数据安全法规（如GDPR、中国数据安全法）日趋严格的背景下，SQL/PSM中关于权限管理、审计追踪和数据脱敏的能力将持续增强。未来版本可能会引入更细粒度的列级安全上下文及行级安全策略在存储模块中的继承机制。5.4新SQL标准的协同演进SQL:2023引入了属性图查询（SQL/PGQ）等新内容，如何将图数据的过程化处理纳入SQL/PSM的框架中，也是未来的关注方向之一。6.标准制定与维护机构ISO/IEC9075-4:2023由国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合技术委员会ISO/IECJTC1（信息技术委员会）下属的SC32分技术委员会（数据管理与交换）制定与维护。SC32的职责范围涵盖数据管理框架、数据模型、数据库语言、数据元注册及互操作协议等，是全球数据标准化工作的核心阵地。在SC32框架下，负责SQL系列标准的专家组为WG3（数据库语言工作组）。WG3汇聚了来自全球主要数据库厂商（如Oracle、Microsoft、IBM、SAP）、开源社区（如PostgreSQL、MySQL）、学术机构及标准化机构的专家，持续推动SQL标准的演进。国际电工委员会（IEC）作为本标准的发布机构之一，在标准的制定流程、技术审查及国际协调方面发挥了重要作用。IEC成立于1906年，是制定和发布国际电工与电子领域标准的权威组织，与ISO保持着紧密的合作伙伴关系。在信息技术领域，ISO/IECJTC1的联合运作机制保证了标准制定过程的开放、透明和一致性。IEC在SQL标准中的作用不仅体现在标准的正式发布和管理上，更在于其为标准的技术评审提供了严密的组织保障。通过IEC的国家成员体网络，ISO/IEC9075-4:2023获得了全球范围内的广泛认可与采用，成为国际贸易和技术合作中数据库语言领域的基本依据。7.