Apache Calcite - 使用框架Sql解析器解析Sql

前言

Calcite提供了org.apache.calcite.sql.parser.SqlParser来解析sql，通过访问者模式，在解析过程中访问Sql中的不同元素，最终完成特定的功能。

使用举例

使用Calcite解析SQL主要涉及以下几个步骤：

• 创建SqlParser对象：首先需要创建一个SqlParser对象，这个对象用于解析SQL语句。

• 解析SQL语句：通过SqlParser对象的parseQuery方法来解析SQL语句，这将返回一个SqlNode对象，代表了解析后的SQL语句。

• 处理解析结果：SqlNode对象是一个抽象语法树（AST），代表了SQL语句的结构。可以遍历这个树，获取SQL语句的各个组成部分，如SELECT列表、WHERE条件等。

@Test
public void testParser() {
    String sql = "SELECT name, salary FROM employees WHERE department = 'IT'";

    SqlParser parser = SqlParser.create(sql);
    try {
        SqlNode sqlNode = parser.parseQuery();
        // 使用自定义访问者遍历AST
        ExtractorVisitor visitor = new ExtractorVisitor();
        sqlNode.accept(visitor);
    } catch (SqlParseException e) {
        System.err.println("解析SQL时发生错误: " + e.getMessage());
    }
}

private static class ExtractorVisitor extends SqlBasicVisitor<Void> {
        @Override
        public Void visit(SqlIdentifier id) {
            // SqlIdentifier代表SQL中的标识符，如字段名、表名
            System.out.println("Identifier found: " + id.toString());
            return null;
        }

        @Override
        public Void visit(SqlCall call) {
            // 特别处理SqlSelect类型的节点
            if (call instanceof SqlSelect) {
                SqlSelect select = (SqlSelect) call;
                System.out.println("Visiting a SELECT statement");
                // 可以进一步遍历SELECT语句的各个部分
                if (select.getSelectList() != null) {
                    select.getSelectList().accept(this);
                }
                if (select.getFrom() != null) {
                    select.getFrom().accept(this);
                }
                if (select.getWhere() != null) {
                    select.getWhere().accept(this);
                }
            } else {
                // 处理其他类型的SqlCall
                System.out.println("Call found: " + call.toString());
            }
            return super.visit(call);
        }
    }

在这个例子中，我们首先创建了一个SqlParser对象，并用它来解析一个简单的SELECT语句。解析成功后，我们得到了一个SqlNode对象，这个对象是一个抽象语法树（AST），代表了SQL语句的结构。通过进一步处理这个SqlNode对象，我们可以获取SQL语句的详细信息，如SELECT列表中的字段、WHERE条件等。

SqlBasicVisitor 关键中核心类

在Apache Calcite中，SqlBasicVisitor类是访问SQL抽象语法树（AST）节点的基础访问者类。它提供了一系列的visit方法，用于处理不同类型的SqlNode。以下是一些常见的SqlNode子类及其含义：

public class SqlBasicVisitor<@Nullable R> implements SqlVisitor<R> {
  //~ Methods ----------------------------------------------------------------

  @Override public R visit(SqlLiteral literal) {
    return null;
  }

  @Override public R visit(SqlCall call) {
    return call.getOperator().acceptCall(this, call);
  }

  @Override public R visit(SqlNodeList nodeList) {
    R result = null;
    for (int i = 0; i < nodeList.size(); i++) {
      SqlNode node = nodeList.get(i);
      result = node.accept(this);
    }
    return result;
  }

  @Override public R visit(SqlIdentifier id) {
    return null;
  }

  @Override public R visit(SqlDataTypeSpec type) {
    return null;
  }

  @Override public R visit(SqlDynamicParam param) {
    return null;
  }

  @Override public R visit(SqlIntervalQualifier intervalQualifier) {
    return null;
  }

  //~ Inner Interfaces -------------------------------------------------------

  /** Argument handler.
   *
   * @param <R> result type */
  public interface ArgHandler<R> {
    /** Returns the result of visiting all children of a call to an operator,
     * then the call itself.
     *
     * <p>Typically the result will be the result of the last child visited, or
     * (if R is {@link Boolean}) whether all children were visited
     * successfully. */
    R result();

    /** Visits a particular operand of a call, using a given visitor. */
    R visitChild(
        SqlVisitor<R> visitor,
        SqlNode expr,
        int i,
        @Nullable SqlNode operand);
  }

  //~ Inner Classes ----------------------------------------------------------

  /**
   * Default implementation of {@link ArgHandler} which merely calls
   * {@link SqlNode#accept} on each operand.
   *
   * @param <R> result type
   */
  public static class ArgHandlerImpl<@Nullable R> implements ArgHandler<R> {
    private static final ArgHandler<?> INSTANCE = new ArgHandlerImpl<>();

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <R> ArgHandler<R> instance() {
      return (ArgHandler<R>) INSTANCE;
    }

    @Override public R result() {
      return null;
    }

    @Override public R visitChild(
        SqlVisitor<R> visitor,
        SqlNode expr,
        int i,
        @Nullable SqlNode operand) {
      if (operand == null) {
        return null;
      }
      return operand.accept(visitor);
    }
  }
}

SqlIdentifier：代表SQL语句中的标识符，如表名、列名等。它可以是一个简单的名称（如列名）或一个复合名称（如数据库名.表名.列名）。

SqlDataTypeSpec：表示SQL语句中的数据类型说明。例如，在创建表或声明变量时指定的数据类型（如INT, VARCHAR(20), DECIMAL(10, 2)等）。

SqlDynamicParam：代表SQL语句中的动态参数，通常用于预编译的SQL语句中。在SQL字符串中，它们通常以问号（?）表示，用于在执行时动态绑定值。

SqlCall：表示SQL语句中的函数调用或表达式。SqlCall是一个抽象概念，它可以代表很多不同的操作，包括但不限于函数调用（如SUM(column)）、算术表达式（如column1 + column2）、比较操作（如column > 100）等。SqlSelect也是SqlCall的一个特殊形式，代表一个SELECT查询。

SqlLiteral：代表SQL语句中的字面量值，如数值（123）、字符串（‘hello’）、布尔值（TRUE/FALSE）等。SqlLiteral可以表示各种类型的常量值。

这些类都继承自SqlNode，代表SQL语句的不同组成部分。通过继承SqlBasicVisitor类并重写相应的visit方法，可以实现对特定类型节点的自定义处理逻辑。例如，重写visit(SqlIdentifier id)方法可以实现对所有标识符的自定义处理，重写visit(SqlCall call)方法可以处理所有类型的函数调用和表达式。

使用访问者模式遍历和处理SQL AST是一种灵活的方式，可以用于实现SQL解析、优化、转换等多种功能。

总结

Calcite提供的解析器和一般的语言解析器用法类似，均是基于访问者模式进行解析，最终实现特定的功能。