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LOB 的基本操作和工作原理

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LOB(大型对象)是数据库管理系统 (DBMS) 中的一种数据类型，用于存储大量非结构化数据，例如文本、图像和视频。LOB 数据类型可用于存储和处理不适合传统行列结构的数据，例如文档、图形或音频文件。

在本文中，我们将探讨 DBMS 和 SQL 中 LOB 数据类型的基本操作和工作原理。我们还将提供如何在 SQL 中使用 LOB 数据类型来存储和处理大量非结构化数据的示例。

LOB 数据的类型

LOB 数据有几种类型，包括 −

  • BLOB(二进制大对象) − BLOB 是二进制数据的集合，例如图像、音频或视频文件。BLOB 数据以字节序列的形式存储，没有特定的字符集。

  • CLOB(字符大对象) − CLOB 是字符数据的集合，例如文本 文档或 HTML 文件。 CLOB 数据以字符序列的形式存储，并具有 特定字符集，例如 UTF-8 或 ASCII

  • NCLOB(国家字符大对象) - NCLOB 类似于 CLOB，但它用于存储国家字符集(例如中文、日语或韩语)中的字符数据。

LOB 数据类型的工作

LOB 数据类型存储在数据库的一个特殊区域，称为 LOB 存储区域。这样可以将 LOB 数据与数据库的其余部分分开存储和访问，从而在处理大量非结构化数据时提高性能和效率。

使用指针访问 LOB 数据，该指针是 LOB 数据在 LOB 存储区域中位置的引用。指针与其余数据一起存储在数据库中，但实际的 LOB 数据存储在 LOB 存储区域中。这样数据库就可以快速高效地访问 LOB 数据，而无需将整个 LOB 存储在数据库本身中。

LOB 列状态

LOB 列可以处于以下三种状态之一 -

  • NULL - LOB 列不包含任何数据。

  • EMPTY - LOB 列不包含任何数据，长度为零。

  • Populated - LOB 列包含数据，长度大于零。

可以使用 IS NULL 和 IS EMPTY 谓词确定 LOB 列的状态。

-- Check if a LOB column is NULL
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text IS NULL;

-- Check if a LOB column is EMPTY
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text IS EMPTY;

-- Check if a LOB column is populated
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text IS NOT NULL AND doc_text IS NOT EMPTY;

需要注意的是，即使 LOB 列的长度不为零，它也可能处于 EMPTY 状态。如果 LOB 列仅包含空格或控制字符，则会发生这种情况。要检查这一点，您可以使用 LENGTH 函数来确定 LOB 数据的实际长度。

-- Check if a LOB column is EMPTY but has a non-zero length
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text IS NOT NULL AND doc_text IS EMPTY AND LENGTH(doc_text) > 0;

LOB 数据的基本操作

SQL 中可以对 LOB 数据执行多种基本操作，包括 -

插入 LOB 数据 - 可以使用 INSERT 语句将 LOB 数据插入数据库。可以将 LOB 数据指定为字符串文字、文件或程序变量。

-- Insert a BLOB from a file
INSERT INTO images (image_id, image)
VALUES (1, BFILENAME('IMAGE_DIR', 'image1.jpg'));

-- Insert a CLOB from a string literal
INSERT INTO documents (doc_id, doc_text)
VALUES (1, 'This is the text of the document.');

-- Insert a NCLOB from a program variable
DECLARE
   doc_text CLOB;
BEGIN
   doc_text := 'WELCOME';
   INSERT INTO documents (doc_id, doc_text)
   VALUES (2, doc_text);
END;

更新 LOB 数据 − 可以使用 UPDATE 语句更新 LOB 数据。可以将 LOB 数据指定为字符串文字、文件或程序变量。

-- Update a BLOB with a file
UPDATE images
SET image = BFILENAME('IMAGE_DIR', 'image2.jpg')
WHERE image_id = 1;

-- Update a CLOB with a string literal
UPDATE documents
SET doc_text = 'This is the updated text of the document.'
WHERE doc_id = 1;

-- Update a NCLOB with a program variable
DECLARE
doc_text CLOB;
BEGIN
doc_text := 'WELCOME';
UPDATE documents
SET doc_text = doc_text
WHERE doc_id = 2;
END;

选择 LOB 数据 − 可以使用 `SELECT` 语句从数据库中检索 LOB 数据。LOB 数据可以作为字符串返回或写入文件。

-- Select a BLOB and write it to a file
SELECT image
INTO BFILENAME('IMAGE_DIR', 'image3.jpg')
FROM images
WHERE image_id = 1;

-- Select a CLOB and return it as a string
SELECT doc_text
FROM documents
WHERE doc_id = 1;

-- Select a NCLOB and return it as a string
SELECT doc_text
FROM documents
WHERE doc_id = 2;

删除 LOB 数据 − 可以使用 DELETE 语句从数据库中删除 LOB 数据。

-- Delete LOB data
DELETE FROM images
WHERE image_id = 1;

DELETE FROM documents
WHERE doc_id = 1;

DELETE FROM documents
WHERE doc_id = 2;

对 LOB 数据执行高级操作

除了上述基本操作外，SQL 中还可以对 LOB 数据执行多种高级操作。

搜索 LOB 数据

LIKE 运算符可用于在 LOB 数据中搜索特定模式。DBMS_LOB 包还提供了多种用于搜索和操作 LOB 数据的函数。

-- Search a CLOB for a specific pattern
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text LIKE '%specific pattern%';

-- Use the INSTR function to search a CLOB
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE INSTR(doc_text, 'specific pattern') > 0;

-- Use the SUBSTR function to extract a portion of a CLOB
SELECT SUBSTR(doc_text, 1, 50)
FROM documents
WHERE doc_id = 1;

比较 LOB 数据

= 运算符可用于比较 LOB 数据是否相等。DBMS_LOB 包还提供了用于比较 LOB 数据的 COMPARE 函数。

-- Compare LOB data for equality
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE doc_text = 'This is the text of the document.';

-- Use the COMPARE function to compare LOB data
SELECT doc_id
FROM documents
WHERE COMPARE(doc_text, 'This is the text of the document.') = 0;

截断 LOB 数据

DBMS_LOB 包提供了 TRUNCATE 函数，用于将 LOB 数据截断为特定长度。

-- Truncate a CLOB to 50 characters
UPDATE documents
SET doc_text = TRUNCATE(doc_text, 50)
WHERE doc_id = 1;

复制 LOB 数据

DBMS_LOB 包提供了 COPY 函数，用于将 LOB 数据从一个 LOB 复制到另一个 LOB。

-- Copy CLOB data from one row to another
DECLARE
   source_doc CLOB;
   target_doc CLOB;
BEGIN
   SELECT doc_text INTO source_doc FROM documents WHERE doc_id = 1;
   SELECT doc_text INTO target_doc FROM documents WHERE doc_id = 2;
   COPY(source_doc, target_doc);
   UPDATE documents SET doc_text = target_doc WHERE doc_id = 2;
END;

连接 LOB 数据

DBMS_LOB 包提供了 CONCATENATE 函数，用于将两个 LOB 连接在一起。

-- Concatenate two CLOBs together
DECLARE
   doc1 CLOB;
   doc2 CLOB;
   doc3 CLOB;
BEGIN
   SELECT doc_text INTO doc1 FROM documents WHERE doc_id = 1;
   SELECT doc_text INTO doc2 FROM documents WHERE doc_id = 2;
   doc3 := CONCATENATE(doc1, doc2);
   INSERT INTO documents (doc_id, doc_text) VALUES (3, doc3);
END;

结论

在本文中，我们探讨了 DBMS 和 SQL 中 LOB 数据类型的基本操作和工作原理。LOB 数据类型可用于存储和处理大量非结构化数据，例如文本、图像和视频。我们还提供了如何在 SQL 中使用 LOB 数据类型存储、更新、选择和删除大量非结构化数据以及执行高级操作(例如搜索、比较、截断、复制和连接 LOB 数据)的示例。

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