Как программно управлять строками SQL

Вопрос или проблема

В рамках одного из моих проектов, я должен иметь возможность принимать SQL строки, предоставляемые пользователями, а затем выполнять их.

Но перед выполнением, я хотел бы выполнить некоторые манипуляции с SQL. Например, я могу захотеть создать копию SQL, которая выполняет версию исходного запроса с COUNT… Я могу захотеть вставить условия LIMIT, если они не были предоставлены, или я могу захотеть изменить указанные столбцы, переименовать или даже вставить столбцы.

Теперь вопрос в следующем: я не уверен, как к этому подойти и какие инструменты вообще искать. Мне кажется, в сущности я хочу иметь возможность манипулировать SQL не как строкой, а как структурой данных, которую я могу изменять.

Использование регулярных выражений и манипуляции строками не кажется подходящим инструментом для этой задачи. Как вы думаете, какой правильный способ это сделать?

Вам нужен SQL парсер. Парсер разбивает код на составляющие. Оттуда вы можете манипулировать SQL.

Замечание: я не знаю вашего случая использования, но в большинстве случаев плохая идея принимать SQL непосредственно от пользователя. Риск повреждения вашей базы данных значителен.

Ответ или решение

Теория

Программная манипуляция SQL-запросами представляет собой сложную задачу, особенно если требуется не просто модифицировать строки текста, а работать с выражениями как со структурированными данными. Такой подход позволяет более гибко обрабатывать запросы, добавляя, изменяя и удаляя их части, такие как операторы SELECT, WHERE и ORDER BY. В отличие от простого использования регулярных выражений или манипуляций со строками, в случае SQL работает гораздо более безопасный и надежный метод — использование SQL парсеров.

SQL парсер — это инструмент, который разбивает SQL запрос на структурированные данные, называемые синтаксическим деревом, представляющим собой древовидную структуру, где каждый узел отвечает за определенный элемент запроса. Это позволяет легко оперировать различными частями запроса программно.

Пример

Существует множество SQL парсеров, разработанных для различных языков программирования, которые могут помочь в задаче манипуляции запросами:

ANTLR: Платформа для обработки языков программирования, которая поддерживает разработку синтаксических и лексических анализаторов для языка SQL. ANTLR позволяет создавать кастомные парсеры для специфичных нужд.
SQLAlchemy (Python): Хотя это больше ORM, чем чистый SQL парсер, она предоставляет возможности для обработки SQL выражений как структуры данных, что делает ее полезной в сложных SQL манипуляциях.
JSqlParser (Java): Этот инструмент позволяет разбивать SQL запросы на Java объекты и манипулировать ими для получения необходимых результатов.

Применение

Для вашей задачи обработки и модификации SQL, можно использовать один из вышеуказанных парсеров. Рассмотрим, как можно применить использование SQLAlchemy для манипуляции SQL запросами в Python.

from sqlalchemy import text, select
from sqlalchemy.sql import Select

# Ваш SQL запрос от пользователя
sql_query = "SELECT name, age FROM users WHERE active = 1"

# Преобразуем строку запроса в SQLAlchemy expression объект
expression = text(sql_query)
compiled = expression.compile()

# Пример добавления LIMIT к запросу
def add_limit(expr, limit=10):
    if isinstance(expr, Select):
        return expr.limit(limit)
    return expr

modified_expr = add_limit(compiled)

# Подготовка для применения COUNT к запросу
def apply_count(expr):
    if isinstance(expr, Select):
        derived_table = expr.alias('derived_table')
        return select([func.count()]).select_from(derived_table)
    return expr

count_expr = apply_count(compiled)

# Модифицированные запросы можно скомпилировать в строки, чтобы заново использовать их
sql_string_with_limit = str(modified_expr)
sql_count_query = str(count_expr)

print(sql_string_with_limit)
print(sql_count_query)

Обратите внимание на возможные риски, когда вы позволяете пользователям вводить произвольные SQL запросы. Это может привести к SQL-инъекциям и компрометации базы данных. Рекомендуется тщательно фильтровать и валидировать все входные данные, а также использовать параметризацию запросов для предотвращения атак.

Заключение

Для безопасной и эффективной манипуляции SQL запросами на программном уровне лучше использовать специализированные библиотеки и парсеры, избегая прямой работы со строками на уровне кода. Это позволит вам иметь высокую степень контроля над запросами, улучшая их гибкость и производительность. Независимо от технологии, которую вы выберете, важно помнить о безопасности и защищенности работы с SQL, применяя все возможные меры для устранения потенциальных угроз.