1 小时顶 7 天！程序员工作中的巧思

2021-05-24 23:25:49 浏览数 (1)

原计划 7 天的工作，1 小时完成！是我开挂了么？

我最近在开发的项目，帮大家学编程：https://github.com/liyupi/code-nav

大家好，我是鱼皮，今天分享自己工作中的小欢喜，也希望给大家带来一些编程上的思考。

孽起

事情是这样的，最近在开发一个 仅限内部使用 的数据分析系统，我做后端，另外一个哥们做前端。

我们要实现的功能是：用户可以在界面上任意输入 SQL 数据查询语句，并将它保存下来，生成一个数据看板。以后用户可以随时打开这个看板来浏览和分析 SQL 查询出的最新数据，而无需反复输入 SQL 语句。

举个例子！

假如我们有一个很大的数据仓库，存了海量的数据，有男有女：

产品同学可能只想对部分数据进行分析，于是写了下列 SQL 语句来查询所有男性：

代码语言：txt复制
select * from table
	where 性别 = '男';

将该 SQL 语句保存，得要一个 “男性数据看板”，之后，就可以在该看板页面查看和分析所有男性数据啦。

数据看板数据看板

要实现这个需求，一种最简单的方式就是，直接将用户在界面上输入的 SQL 字符串发给后端保存，需要看数据时，后端再用这个字符串从数据库中查询数据即可。

写 SQL 配置流程：

打开看板浏览数据流程：

既然是允许用户任意输入的，那么问题就来了。

假如小粗心不小心打错了 SQL 语句：

代码语言：txt复制
# 错误 ❌
sleetc * from table
# 正确 ✅
select * from table;

又或者小迷糊记错了 SQL 的语法：

代码语言：txt复制
# 错误 ❌
select table from a;
# 正确 ✅
select a from table;

甚至是小捣蛋不按规矩出牌，输入一些乱七八糟的字符：

代码语言：txt复制
# 错误 ❌
select q^q from table;
# 正确 ✅
select q from table;

如果把这些错误的 SQL 语句发给后端，后端直接用它来查数据库，必然会导致查询错误，查了个寂寞。

对于实时查询来说，这没啥问题，查询失败了大不了再修改语句查询一次呗。

但我要做的需求是允许用户将查询语句作为看板配置永久保存下来，便于后续自动查询数据。而且写 SQL 配置的用户可能和看数据的用户不是同一个人，如果小 A 在配置时就没有发现 SQL 语句是错误的，那到时候来查看数据看板的小 B 就会一脸懵逼，咋特么看不到数据呢？是数据还没准备好，还是查询出来的数据就是 0 行呢，还是说我没有浏览权限呢？

他根本不会想到，已经配置成功的 SQL 语句，竟然是错误的！

因此，需要在配置时就对用户输入的 SQL 进行校验，看看它是否合法。

做个比喻，前端是一名底层员工（无知的小开发），后端是小组长，数据库是大老板。小开发做了个需求之后，应该先交给小组长检查，小组长说没问题之后，再给大老板验收。

那如何校验 SQL 语句呢？

因为用户的输入是完全不确定的，他们写的 SQL 语句可能又臭又长。所以我刚想到这个需求，就觉得脑阔疼，感觉贼麻烦，不保守地给自己计划 7 天完成。

大家可以先想想如果让你实现 SQL 语句校验，你会怎么做？

下面是我的思考过程。

绞尽脑汁

首先，我们要明确：是在前端，还是在后端校验？

其实，无论在前端还是后端，校验都至关重要，可以有效防止很多错误的输入。但由于最终是后端程序来直接操作数据库，可以说是数据库的最后一道防线，因此建议 将校验逻辑写在后端。数据库很嫩，他自己把握不住，需要后端程序来帮他把握把握。

那如何在后端去校验 SQL 呢？

找现成的

首先，遇事不决问百度，不行再去搜仓库。现在网上的开源项目很多，那不妨搜搜看，有没有现成的 SQL 校验类库。最理想的情况是，有一个工具类函数，我传给他 SQL 字符串作为参数，他直接返回给我 true 或 false。

然而，我发现自己在想 peach，各种开源项目都搜遍了，没有找到能开箱即用的 PostgreSQL 校验库。

看来，只能自己动手，丰衣足食了。

模拟查询

要自己实现校验，我第一时间想到的方法是模拟一次查询。用户刚刚写好 SQL 语句后，即便他现在并不需要浏览数据查询结果，我也可以在他保存配置时，用他写的 SQL 去查询一次数据库。假如查询没报错，就说明 SQL 语句合法，允许保存。

这种方式最直接，也最方便，基本没有任何的开发成本，贼香！就好比一名小开发写完烂代码后，交给小组长，但小组长不讲武德，自己看不懂代码（也可能是不想看），索性就把代码直接丢给大老板，大老板说没问题了，小开发再上线。小组长狂喜！

但是，有个致命的问题：用户在配置 SQL 语句时，数据表可能还没准备好，无论语句是否正确，都无法查出数据。

所以，在将 SQL 语句直接发向数据库前，要先确认数据表是否存在。若存在，可以通过模拟查询的方式校验；若不存在，只能在后端通过其他方式校验。

就好比小组长想把烂代码直接丢给大老板时，大老板不在，这时，只能靠自己来检查了。

正则表达式

要在程序中校验字符串，我最先想到的是 正则表达式，即用特定语法来匹配同一类具有相似规则的字符串，常见的有校验手机号、校验邮箱、校验身份证等。

在使用正则表达式进行校验前，我们要先对字符串进行分析，看它们是否具有相似的结构、哪些部分相似。比如 QQ 邮箱，结构很规整，基本都是 xxx@qq.com，因此，可以用正则表达式 /^w @qq.com$/ 来校验。

回过头来看我们的需求，要校验的是 SQL 语句，似乎也比较规整，无非就是查询哪个表、选哪些行、选哪些列、怎么排序等等，大概的结构是这样：

代码语言：txt复制
SELECT select_list 
[ INTO new_table ] 
FROM table_source 
[ WHERE search_condition ] 
[ GROUP BY group_by_expression ] 
[ HAVING search_condition ] 
[ ORDER BY order_expression [ ASC | DESC ] ]

根据这个结构，很容易编写出粗略的正则表达式。但是，数据业务中的 SQL 语句可比这复杂得多，包含各种四则运算、IF ... ELSE 条件判断、CASE ... WHEN ... 分支，字符串、日期类型处理函数，还有各种聚合函数等，比如下面这个 SQL：

代码语言：txt复制
select a as b, 
	sum(case when (false) then d / a else 2 end) as c
	from table
	where a = 1
	group by b, c;

如果以上这些零碎的语法都用正则表达式来匹配，可就太麻烦了！想想脑阔又疼了。

解析表达式

既然编写一套正则表达式比较麻烦，那我能想到的就只有把 SQL 打的稀吧碎了。可以用类似编译原理语法分析的方式，搞一个 SQL 解析器，将完整的 SQL 语句转换为一颗抽象语法树（AST），每个节点都是一个小表达式，从而能够更精细地校验 SQL 语句的合法性。

SQL 表达式抽象语法树SQL 表达式抽象语法树

如果自己从零开始实现这样一套 SQL 解析器，实在是太麻烦了，而且不具备一定的专业知识也写不出来。因此，我先到网上去搜索一番，看看有没有现成的解析器引擎。

这次的搜索结果还算满意，找到了一些知名解析引擎，但是看了一圈，读了半天，发现很难直接去使用他们的源码。那委曲求全的方式就是照着他们的源码自己写一个解析器了。

想到这里，头顶不仅感受到了一丝寒凉，感觉给自己估时 7 天都少了。

移花接木

第二天，我又思考了一下，网上有那么多现成的类库，难道就没有一个能满足我的需求？即使没有完全现成的，能不能找个相对好用的呢？

毕竟自己来写这复杂的校验逻辑实在太麻烦了，所以我必须再挣扎一下！

于是，我掏出了御用小黄鸭，开始对着它念叨：SQL 校验、SQL 校验、SQL 校验。。。

我：什么时候会用到 SQL 校验呢？

小黄鸭：需要查数据库的时候。

我：什么东西会去查数据库呢？

小黄鸭：框架、数据库连接池、或者代理。

我：那这些玩意在查数据库的时候，会帮我们做校验么？

小黄鸭：校验校验，你就知道校验，你需要的功能一定是校验么？

等等，我好像恍然大悟了！

既然没办法直接搜到现成的 SQL 校验类库，那不妨来个 移花接木，想一想其他的类库中是否包含 SQL 解析功能，如果解析失败，不就表示 SQL 非法，校验不通过么！

我开始回想自己以前用过的和访问数据库有关的技术，突然想到，阿里的 Druid 数据库连接池类库好像有一个 SQL 语句格式化的功能，能把杂乱的 SQL 重新排版。既然能对 SQL 格式化，是不是意味着，这个类库有能力对 SQL 语句进行解析呢？

仔细一查 Druid 的文档，发现还真有一个类叫 SQLUtils，这个类有一个方法叫 parseStatements，可以对多种不同的 SQL 方言进行解析，比如 MySQL、PostgreSQL 等。

代码语言：txt复制
// 解析，接受 sql 语句和数据库方言为参数
SQLUtils.parseStatements(sql, POSTGRESQL);

解析失败时，会抛出异常，表示 SQL 语句非法，正好能够满足我的需求！

最终，我写出的代码如下：

代码语言：txt复制
try {
  String sql = "select * from a";
  SQLUtils.parseStatements(sql, POSTGRESQL);
  return true;
} catch (ParserException e) {
  LOGGER.error("解析失败", e);
	return false;
}

几分钟就写完了代码，然后又花了一些时间输入各种 SQL 语句来测试，虽然只能实现基本的语法校验，但综合衡量效果和成本上，我觉得已经不错了，省下的大量时间可以继续完善和优化项目的其他代码。

关键是，心不累了，头发又支棱起来了！

通过这件事，带给我三点思考：

  1. 在我们找项目代码、找类库的时候，如果没办法找到直接满足需求的，那么可以把思维从整体转向局部，想想在其他的项目中是否包含了你要找的功能。就像查词典一样，你要查单词 apple，但是翻目录只有首字母 a，这个时候，就不能只盯着 a 看，而是要看到词典里面的内容，其实 apple 就藏在 a 之中。
  2. 前人栽树，后人乘凉，现在网上现成的项目代码太多了，如果不是为了学习，很多东西没必要自己再去实现一遍。
  3. 写代码时要注重积累，多学习和了解技术，并归纳总结到你的武器库中，否则前人栽的树你找不到，就可惜了。

当然，有条件的话，前端也是可以加校验的，但目前没啥必要，这里我们先用 CodeMirror 做一个 SQL 代码高亮来替代。

如果真的让你实现前端 SQL 校验，你会怎么做呢？

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我是如何在大学期间通过自学，拿到腾讯、字节等大厂 offer 的，可以看这篇文章，不再迷茫！

我学计算机的四年，共勉！

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