當XML走進關聯式資料庫

10年前XML開始起草並向W3C提案，而在1998年後成為W3C的標準。事隔10年之後，XML已經隨著網路應用日益普及，更在Web Services和SOA推波助瀾下，可以預見XML的角色將會更形重要。

觀察XML的重要發展趨勢之一，是XML和關聯式資料庫的合流。IBM甫於6月在美國發表的新版本資料庫DB2 9.0，便以原生XML資料型態和存取技術作為改版重點之一。事實上，微軟於去年年底推出的SQL Server 2005同樣也在XML上下了一番功夫，改變過去將XML轉換成關聯式資料表的存放方式，讓開發人員可以用XML的方法使用儲存在資料庫中的XML文件或片段。其他如Oracle或Sybase等資料庫也都具備在資料庫中處理XML的技術和工具。由於XML部分技術仍在審議，因此每家資料庫廠商除對標準的規格支援外，也各自發展不同的實作方式。

XML比關聯性資料庫更具彈性
就資料儲存而言，關聯式資料庫已經是相當成熟的應用，從80年代商用產品出現至今，早已深入企業儲存及資料應用的核心。相較之下， XML部分技術尚且在發展階段，為什麼關聯式資料庫競相擁抱XML呢？

比較兩者處理資料的方式，關聯式資料庫是透過詳細定義和控制結構化資料的方式，達到資料增、刪、查詢的目的。因此它是以欄位資料型態的精確定義，將資料以列（row）的方式一筆筆儲存，再透過資料表之間的互相關聯，建構出資料和資料結合後的複雜結果。企業在日常營運可以仰賴這種方式來儲存資料，像是ERP、CRM這種應用程式產生的資料，都可以透過資料庫來儲存。

由於XML是以階層式的樹狀結構作為儲存架構，透過元素（Element）和屬性（Attribute）來包含資料，再利用XML schema控制資料的正確性。這種架構特性，讓XML隨時可以新增欄位，只要吻合XML schema的定義，欄位便可以彈性置入。相對而言，關聯式資料庫一旦要修改欄位，牽動的範圍相當大，既會影響到過去的資料，與其他資料表的關係也必須一併思考在內，在變動的彈性上較小。由於企業內產生的資料並非總是這麼規矩，一旦遇到非結構化的資料型態，關聯式資料庫便顯得左右支絀，施展不開手腳。

此外，XML透過元素和屬性描述資料，以及不需轉譯編碼的文字型態，讓它可以不受作業系統和應用程式的限制，在資料交換上相當容易進行，而且它的內容可以被人類解讀之外，也能被機器或應用程式所辨讀，微軟在Vista或新版本的Office上，就大量應用XML作為應用程式的設定或文件的產出格式。

鑑於這些XML的優勢，可以解決關聯式資料庫在應用及儲存上的不足，因此傳統資料庫大廠紛紛實作出支援XML的方式，讓企業的資料應用可以更為全面。

保留XML原生資料格式成為主流
關聯式資料庫在支援XML上大致有二種方式，一種是將XML拆解成關聯式資料庫的運作邏輯，另外一種則是保留XML原有的運作方式，後者又稱之為原生XML資料庫。

早期關聯式資料庫的作法趨向前者，將XML的樹狀結構資料拆解成數成關聯式資料庫的型態之後再存入資料庫，一旦需要存取時，再透過自訂支援XML查詢的SQL語法將它組合、還原成XML文件。

另外一種原生型資料庫的做法，則是保留階層式的XML格式存進資料庫，並且利用XML的樹狀節點特性，進行查詢節點資料或新增、刪除資料。

以SQL Server為例，在2000版本時，支援XML的方式便是將XML資料轉成關聯式資料的存放方式，無論是儲存或查詢都還是使用關聯式引擎為主。而SQL Server 2005遵循W3C InfoSet規格，以特有的內部結構存放XML文件，並保存XML文件語意。新的XML技術可以透過變數或資料欄位定義XML Schema，驗證XML資料輸入或更新時的正確性。此外可以利用業界標準XQuery進行查詢，也引進XML索引技術，提升查詢效率。

無獨有偶，IBM的DB2 9.0也提出了pureXML的技術與概念，訴求原生的XML資料型態，一改過去作法，直接保留原來樹狀結構的資料型態，同時也支援XML索引功能和XQuery查詢。此外，在查詢技術上，DB2 9.0整合middle ware的技術，讓開發人員可以忽略底層的資料是關聯式資料庫或XML，開發人員可以透過擅長的SQL或XQuery語言進行查詢，取得所需的結果。

關聯式資料庫的成熟度加持XML
XML的階層式特性協助關聯式資料庫在處理資料時更為全面，同樣的，關聯式資料庫也能為XML帶來好處。

對於XML的儲存、使用而言，由於它本身是檔案型的資料儲存方式，在安全管理的機制上並沒有良善的處理方式，一旦儲存在資料庫中，就可以享有資料庫本身的安全機制。透過關聯式資料庫的查詢語法，也可以和其他相關記錄欄位作交易管理，資料庫的寫入鎖定機制還可以解決多人作業時寫入衝突的問題。此外像是搜尋、更新、備份／還原、交易管理和記錄稽核等，XML資料同樣可以享受資料庫帶來的這些管理機制。過去需要程式開發人員勞心勞力之處，透過資料庫本身的機制，就可以強化XML的體質。

儲存為XML或關聯式資料的裁量
XML與關聯式資料庫的合流，固然為企業資料帶來更全面的應用方式，但對資料庫開發人員而言，既然資料庫同時可以儲存關聯式結構化的資料與XML階層式的資料，如何裁量資料儲存的方式，也形成了一個挑戰。

由於XML具有跨平臺、跨組織交換資料的特性，又具有階層性的彈性結構關係，因此企業的資料如果有B2B的應用需求或跨系統的交易機會，XML是相當理想的儲存方式。另外如果資料結構有經常變動的可能，關聯式資料庫顯然較難勝任，XML就可取而代之。這些透過XML資料能作更有利的應用，那麼儲存為XML資料型態就勢所必然。相較之下關聯式資料庫在技術的成熟度上，或者查詢速度上都是更有效率的資料處理方式，如非必要，利用原來的結構化儲存方式即可。文⊙黃天賜