SQL: что это и для каких задач используется

Многие приложения и сайты используют в работе данные. Например, мы формулируем запрос в приложении по поиску авиабилетов. Оно обращается к данным по всем рейсам и выбирает из них подходящие. Само приложение эти данные не хранит. Оно отправляет наш запрос в базу данных на сервер агрегатора, а потом показывает ответ на экране.

Базы данных — это что-то вроде резервуара для хранения большого объема информации. Чтобы из этого массива выудить нужные данные, к базе отправляют запросы на специальном языке — SQL.

В этой статье расскажем, что такое SQL, какие функции он выполняет, какие программы для работы с ним используют разработчики и в каких проектах нужен этот язык.

SQL — это язык программирования, инструмент для работы с текстовыми и числовыми данными в базах данных (БД). Если в проекте используют БД, то и SQL тоже. С помощью SQL можно:

• создавать записи в таблицах баз данных;
• изменять или удалять эти данные;
• запрашивать информации из баз данных;
• управлять доступом к данным.

Язык SQL используют не только программисты, но и все, кому нужно выгружать информацию из большого потока данных. Например, аналитики, тестировщики, продакт-менеджеры. С помощью SQL можно анализировать обобщенные данные или делать выборку по заданным критериям. Это помогает строить аналитические отчеты, изучать проект и находить ошибки логики проекта через ответы, которые отправляет сервер.

SQL расшифровывается как Structured Query Language — язык структурированных запросов. Он предназначен для работы с данными в структурированной форме преимущественно в реляционных базах данных.

В реляционных базах данные хранятся в виде таблицы со стандартными элементами: столбцами, строками, значениями внутри ячеек. Подобно огромному электронному архиву в такой таблице могут храниться терабайты данных в виде сотен тысяч строк и столбцов.

Табличная структура упорядочивает записи — с ними удобно работать. Например, с помощью SQL-запроса можно сделать выгрузку клиентов компании, которые проживают в конкретном городе.

В нереляционных базах данных (NoSQL) информация не структурирована. С ними SQL тоже взаимодействует, но для работы нужны дополнительные инструменты. Некоторые NoSQL используют адаптированные, SQL-подобные языки запросов. Другие пользуются ORM-библиотеками. Третьи работают через адаптеры.

Операторы — это функции языка SQL. Они отправляют в базу данных команды с указанием выполнить то или иное действие с данными. По названиям операторов легко понять, для чего используется сам язык.

Оператор SELECT используется для выбора данных из таблицы.

Оператор INSERT нужен для добавления новых записей.

Оператор UPDATE используют, когда нужно обновить, изменить данные.

Оператор WHERE используется для фильтрации. Он устанавливает условия, которым должны соответствовать строки данных, чтобы их коснулось действие других операторов. В последнем примере условие WHERE name = 'sprint planning' уточняет, что изменить время нужно только для встреч с названием «планирование спринта». Встреч с другим названием изменения не затронут.

Есть и другие операторы, с помощью которых можно управлять данными в БД. Например:

• DELETE удаляет информацию;
• JOIN отправляет запрос в несколько таблиц для выбора из них нужных данных;
• ORDER BY сортирует результаты выборки;
• GROUP BY объединяет строки в группы. Например, для таблицы с данными о заказах можно использовать оператор GROUP BY для группировки по идентификатору клиента, чтобы посчитать количество заказов каждого из них.
• GRANT используют для управления доступом к объектам базы данных.

Чтобы управлять базами данных с помощью операторов SQL, разработчики используют специальные программы — СУБД, или системы управления базами данных.

СУБД предоставляют несколько ключевых функций:

• выступают средой для выполнения SQL-запросов;
• оптимизируют SQL-запросы, чтобы быстрее управлять информацией в БД;
• упрощают работу с выдачей доступов пользователям;
• предоставляют инструменты для шифрования, чтобы обеспечивать безопасность;
• в некоторых СУБД есть функция обеспечения отказоустойчивости инфраструктуры, что позволяет не потерять данные в случае сбоев.

Основные принципы управления данными у разных СУБД схожи, но некоторые из них различаются по типу хранения и синтаксису языка запросов. Эти различия могут иметь значение для совместимости с разными программами или потребовать небольших изменений при переходе от одной СУБД к другой.

Типы хранения данных в системах управления можно разделить на реляционные, то есть в виде таблиц, и нереляционные:

• в виде документов. Например, в JSON-формате. Подробно о нем рассказали в статье «Что такое JSON»;
• в столбцах. В отличие от реляционной таблицы, где вся информация собрана вместе и организована построчно, в нереляционных базах столбец — это отдельный атрибут;

• в виде граф, состоящих из узлов (контактов или других объектов) и ребер (связей между ними);
• по типу ключ-значение: каждый элемент данных представлен парой ключ и значение. Чтобы получить информацию о контакте, нужно отправить в базу запрос с ключом. Тогда в ответ придет соответствующее ключу значение. Например, каждый контакт может иметь пару в виде уникального ключа — номера телефона;

Что касается синтаксиса, некоторые функции разных СУБД могут иметь свой диалект. Например, функция INSERT для добавления новой записи в таблицу в MySQL пишется INSERT, а в Oracle — INSERT INTO.

Для управления данными с помощью языка SQL под разные проекты подходят разные СУБД:

Одна из самых популярных СУБД из-за своей производительности и гибкости. Используется в веб-разработке, научных исследованиях, бизнес-проектах.

Например, мы выбрали ее для хранения данных клиентов в системе учета продаж POSiFLORA, потому что она позволяет обрабатывать до 2,3 млн запросов по API ежедневно и имеет ряд других преимуществ:

• Позволяет сохранять данные клиентов отдельно друг от друга, исключая возможность их перемешивания.
• Позволяет создавать сложные аналитические запросы, чтобы клиенты могли анализировать данные и планировать свою работу.
• Аналитикам проще работать с этой базой, чем с другими, потому что она понимает язык запросов SQL.
• Слоты для хранения данных удобно расширять, когда клиентов становится больше.
• База данных бесплатна для использования — это экономит ресурсы на хранение.

Вместе с MySQL мы использовали в POSiFLORA еще две базы для хранения других видов данных. Зачем на одном проекте сразу три БД, подробно рассказываем в статье «Базы данных MySQL, Redis, Vault».

Это реляционная СУБД. Ее функциональность можно дополнить плагинами и расширениями, чтобы адаптировать под конкретные требования и потребности приложений.

PostgreSQL широко применяется в коммерческих и научных приложениях, а также стартапах. Один из наиболее известных примеров использования — GitHub, онлайн-платформа для управления разработкой программного обеспечения. С помощью PostgreSQL платформа хранит репозитории кода, пользовательские профили, истории коммитов и другую информацию.

Мы использовали PostgreSQL при разработке сервиса подсчета результатов для платформы онлайн-обучения с 50 тысячами пользователей. База данных на этом проекте хранит промежуточные и конечные результаты по всем тестам на платформе.

Microsoft SQL Server — платная реляционная СУБД, но при этом она одна из самых популярных благодаря интеграции с другими продуктами Microsoft.

Microsoft SQL Server используют в аналитических платформах, системах управления корпоративными ресурсами (ERP), отношениями с клиентами (CRM), контентом (CMS). Например, Microsoft Dynamics использует Microsoft SQL Server для хранения информации о клиентах, заказах, продуктах, сделках и т. д.

Компактная система управления для реляционных БД. Ее используют в мобильных и веб-приложениях с небольшим количеством данных. Например, Google Chrome.

Масштабируемая реляционная СУБД. С ней часто работают крупные компании, чтобы управлять данными в корпоративных системах.

Масштабируемая реляционная СУБД, разработанная IBM. Используется в крупных компаниях для управления корпоративными данными и выполнения сложных аналитических запросов. Например, в банках.

Облачная СУБД, которая работает на инфраструктуре Amazon Web Services (AWS). Она совместима с MySQL и PostgreSQL, поэтому проекты между ними легко переносятся без изменений. Amazon Aurora использует, например, платформа онлайн-курсов Udemy

Одна из самых популярных NoSQL баз данных. В ней данные хранятся в виде документов в формате JSON.

Мы выбрали MongoDB при разработке VPN-приложения. Такая база данных может легко масштабироваться на несколько серверов. Это важно для высоконагруженных приложений с сотнями тысяч пользователей.

• SQL называют языком программирования или языком запросов. Он предназначен для выполнения различных операций с данными: выгрузки, редактирования, удаления.
• Язык SQL применяется в приложениях и веб-проектах, где есть базы данных. Его часто используют для сбора аналитики.
• SQL — язык, который работает в основном с реляционными базами данных. В них информация упорядочена в виде таблиц.
• Для управления базами данных с помощью SQL-запросов программисты пользуются специальными программами — СУБД.
• Какую выбрать базу данных и СУБД, зависит от специфики проекта.