SQLCLR技术：性能优化与数据序列化应用

### SQLCLR 技术：性能优化与数据序列化应用 #### 1. SQLCLR 性能优势初窥 在数据处理与查询场景中，SQLCLR（SQL Common Language Runtime）展现出了显著的性能优势。例如，在计算运行总和时，使用 SQLCLR 避免了使用临时表的需求，代码如下： ```sql SqlContext.Pipe.SendResultsStart(record); conn.Open(); SqlDataReader reader = comm.ExecuteReader(); while (reader.Read()) { int Value = (int)reader[0]; RunningSum += Value; record.SetInt32(0, (int)reader[0]); record.SetInt32(1, RunningSum); SqlContext.Pipe.SendResultsRow(record); } SqlContext.Pipe.SendResultsEnd(); ``` 对包含 100,000 行的表进行测试时，SQLCLR 查询的平均执行时间为 2.7 秒，而等效的 TSQL 查询则超过 5 分钟。这充分说明了 SQLCLR 在处理此类任务时的高效性和可维护性。 #### 2. 字符串处理性能对比 为了对比 T - SQL 和 SQLCLR 在字符串处理函数上的性能，选择了 T - SQL 的 `CHARINDEX` 和 .NET 的 `String.IndexOf()` 进行直接比较。具体操作步骤如下： 1. 创建不同长度的 `nvarchar(max)` 字符串，每个字符串由重复字符 `a` 组成。 2. 在每个字符串末尾追加单个字符 `x`。 3. 对这两个方法进行 10,000 次迭代，计时查找字符 `x` 的位置。 以下是 T - SQL 和 SQLCLR 的实现代码： ```sql -- T - SQL 方法 CREATE PROCEDURE SearchCharTSQL ( @needle nchar(1), @haystack nvarchar(max) ) AS BEGIN PRINT CHARINDEX(@needle, @haystack); END; ``` ```csharp // SQLCLR 方法 [SqlProcedure] public static void SearchCharCLR(SqlString needle, SqlString haystack) { SqlContext.Pipe.Send( haystack.ToString().IndexOf(needle.ToString()).ToString() ); } ``` 需要注意的是，`CHARINDEX` 的起始位置是基于 1 的，而 `IndexOf()` 的索引编号是基于 0 的。测试结果表明，.NET 基类库提供的字符串搜索、匹配和替换逻辑更为高效。如果代码逻辑严重依赖 T - SQL 字符串功能，建议考虑使用 SQLCLR 替代方案，可能会获得显著的性能提升。 #### 3. 服务代理扩展与数据序列化 服务代理（Service Broker）常用于扩展数据库服务，例如异步从远程系统请求数据。在这种场景下，消息可以以二进制或 XML 格式发送，接下来将探讨使用 SQLCLR 进行 XML 和二进制序列化的情况。 ##### 3.1 XML 序列化 以 AdventureWorks2008 数据库中的 `HumanResources.Employee` 表为例，使用 `FOR XML RAW` 选项将表序列化为 XML 格式，并使用 `ROOT` 选项使 XML 有效： ```sql DECLARE @x xml; SET @x = ( SELECT * FROM HumanResources.Employee FOR XML RAW, ROOT('Employees') ); GO ``` 然而，XML 是一种非常冗长的数据交换格式，生成的 XML 数据大小为 105KB，而表本身的数据仅为 56KB。设置较短的列名对数据大小影响甚微，且代码难以维护。通过跟踪测试发现，该查询的平均执行时间为 3.9095 秒。使用 `TYPE` 指令后，平均执行时间略有下降，为 3.6687 秒，但仍然不理想。 ##### 3.2 XML 反序列化 XML 反序列化的代码较为复杂，需要显式定义结果集的每一列，并且由于 XQuery 值语法不支持 `hierarchyid` 数据类型，需要将 `OrganizationNode` 列的值读取为 `nvarchar` 再转换为 `hierarchyid`： ```sql DECLARE @x xml; SET @x = ( SELECT * FROM HumanResources.Employee FOR XML RAW, ROOT('Employees'), TYPE ); SELECT col.value('@BusinessEntityID', 'int') AS BusinessEntityID, col.value('@NationalIDNumber', 'nvarchar(15)') AS NationalIDNumber, col.value('@LoginID', 'nvarchar(256)') AS LoginID, CAST(col.value('@OrganizationNode', 'nvarchar(256)') AS hierarchyid) AS OrganizationNode, col.value('@JobTitle', 'nvarchar(50)') AS JobTitle, col.value('@BirthDate', 'datetime') AS BirthDate, col.value('@MaritalStatus', 'nchar(1)') AS MaritalStatus, col.value('@Gender', 'nchar(1)') AS Gender, col.value('@HireDate', 'datetime') AS HireDate, col.value('@SalariedFlag', 'bit') AS SalariedFlag, col.value('@VacationHours', 'smallint') AS VacationHours, col.value('@SickLeaveHours', 'smallint') AS SickLeaveHours, col.value('@CurrentFlag', 'bit') AS CurrentFlag, col.value('@rowguid', 'uniqueidentifier') AS rowguid, col.value('@ModifiedDate', 'datetime') AS ModifiedDate FROM @x.nodes ('/Employees/row') x (col); GO ``` 性能测试显示，反序列化的平均执行时间为 6.8157 秒，性能极差。因此，有必要探索 SQLCLR 的替代方案。 #### 4. SQLCLR 二进制序列化 为了实现二进制序列化，创建了 `serialization_helper` 类，使用 .NET 的 `BinaryFormatter` 类进行对象的序列化和反序列化： ```csharp using System; using System.Data; using System.Data.SqlClient; using System.Data.SqlTypes; using Microsoft.SqlServer.Server; using System.Security.Permissions; using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary; public partial class serialization_helper { public static byte[] getBytes(object o) { SecurityPermission sp = new SecurityPermission( ```