21、SQL Developer Data Modeler与扩展功能全解析

SQL Developer Data Modeler与扩展功能全解析

1. 物理模型构建

物理模型是DDL脚本的来源，比图表包含更多细节。构建物理模型有两种情况：
- 若从逻辑模型正向工程到关系模型，需从头开始构建物理模型，初始仅填充关系模型中的细节。
- 若基于现有数据库模型工作，导入模式时也会导入物理模型。

SQL Developer Data Modeler支持为每个关系模型创建多个物理模型，这对为不同数据库（如Oracle和非Oracle数据库，或Oracle的测试、开发和生产数据库）构建不同DDL脚本很有用。接下来将介绍以下操作：
- 从数据字典导入模式
- 创建新的物理模型

从数据字典导入模式 ：
从数据库连接导入时，会导入表、列和视图等对象，并将它们放置在关系模型图上，还可导入表空间、角色和目录等物理属性，这些细节列在对象浏览器的物理节点下。使用数据字典导入向导可选择要导入的对象和对象类型。

创建新的物理模型 ：
若没有物理模型并想创建一个，可展开关系模型，选择“物理模型”节点，右键单击并选择“打开”，打开“数据库站点”对话框，选择要添加物理细节的数据库，然后点击“确定”。此时，“物理模型”节点将包含所选数据库及支持定义额外物理细节的所有节点。

2. 新增数据库站点

Data Modeler允许为同一关系模型创建多个物理模型。例如，可为测试、开发和生产数据库定义物理属性，虽然表的定义相同，但物理表空间属性可能差异很大。在此之前，需要更新“数据库站点”列表，默认列表显示了SQL Developer Data Modeler支持的各种数据库和版本选项。添加新站点的步骤如下：
1. 选择“RDBMS站点管理”。
2. 添加新站点名称和数据库类型。

添加新站点后，可返回“物理模型”节点，打开更多物理站点。指定物理模型后，可添加物理属性的所有细节，如触发器和序列，还可定义表空间并将其与表和索引关联。

3. 查看物理属性

要调用物理模型中任何对象的属性对话框，可双击该项目，或右键单击并选择“属性”。此对话框与关系模型中的表属性对话框不同，可添加分区细节、模式名称和表空间等属性。通过添加模式名称，可为多个模式生成DDL；省略特定于数据库的细节（如模式名称和表空间细节），可生成更通用的脚本。

各物理模型对话框都有“传播属性”按钮，可设置一个对象的属性（如序列中的最大值或表的表空间），然后将该属性传播到同类型的其他选定对象。例如，将“CUSTOMERS”表的表空间设置为“USERS”，点击“传播属性”按钮，可选择要传播的属性以及要传播到的表（或对象），还可取消不想传播的属性。

4. 生成DDL

上述所有工作的最终目标是生成用于创建或更新模式设计的DDL脚本。生成DDL的操作步骤如下：
1. 调用DDL生成对话框，可通过“文件”|“导出”，然后选择所需的模型；也可点击工具栏中的“生成DDL”按钮，调用DDL文件编辑器对话框。
2. 选择正确的数据库后，点击“生成”，调用DDL生成选项对话框。默认情况下，所有对象都标记为要生成，可通过下方的选项卡移除DDL中不需要的项目。
3. 使用“树视图”选项卡为特定模式或未分配给用户的任何对象生成DDL。例如，若在物理模型中将各种对象与“HR”模式关联，可选择树中的“分配给用户”节点，展开所需用户（如“HR”），生成该模式的所有DDL。
4. 顶部的选项卡可驱动脚本中的额外文本，可切换某些对象名称或替换前缀。

5. 查看和应用设计规则

在考虑要生成的对象之前，确保模型合理很重要。SQL Developer Data Modeler提供了大量设计规则，可随时运行这些规则，帮助查找缺失项和命名错误的对象。可从DDL生成对话框调用设计规则对话框，在生成DDL脚本之前验证模型是否正常；也可通过“工具”|“设计规则”菜单访问。

当规则被违反时，会标记为警告（蓝色）或错误（红色），双击错误记录可导航到模型中问题的位置。大多数设计规则不可更新，也不能添加自己的规则，但可影响一些规则，如设置表名的最大长度。调用模型的属性对话框，“命名选项”节点提供了一些设计规则的默认设置。

6. 生成DDL脚本

验证设计规则并对模型进行任何额外更新后，可生成DDL。有标准DDL脚本、交互式脚本（运行时需要用户输入）和命令行脚本三种选择。生成的DDL将发送到单个文件，需保存并在SQL Developer或SQL*Plus中运行。

7. 更新现有模式

Data Modeler支持创建用于创建新数据库对象的DDL脚本，但用户通常希望更新模式，生成“ALTER…”而非“CREATE…”的DDL脚本。有两种情况需要处理：
- 从数据字典中的模式导入并创建关系模型，更新模型后，使用DDL“ALTER”脚本更新数据库模式。
- 有一个关系模型设计，数据库模式独立于设计被修改，需要查看两者之间的差异并创建DDL来更新数据库。

处理这两种情况的步骤如下：
1. 打开要比较的设计，连接到数据库，导入要与设计进行比较的对象，通过“文件”|“导入”|“数据字典”进行导入，按照正常导入对话框操作，直到到达摘要页面。
2. 选择是将对象导入现有模型还是创建新模型，若进行比较，应导入到现有模型，并确定“事实来源”是设计还是数据字典，根据决策可能需要交换目标模型。
3. 导入到现有模型会调用“比较模型”对话框，数据库导入细节显示在左侧，关系模型细节显示在右侧。若要使用数据库细节更新模型，需勾选左侧所需的值，然后点击“合并”按钮。
4. 若要使用模型作为“事实来源”更新数据库，需在导入对话框中选择“交换目标模型”选项，确保关系设计在左侧，成为更改的驱动力，此时可点击“DDL预览”按钮查看DDL“ALTER”命令。

8. 与Oracle SQL Developer集成

SQL Developer 2.1包含Data Modeler Viewer扩展，为用户提供了打开现有SQL Developer Data Modeler图表或基于数据库连接创建模型的选项。在SQL Developer中打开Data Modeler的操作步骤如下：
1. 选择“工具”|“Data Modeler”，打开逻辑和关系模型选项卡。
2. 打开后，可打开在Data Modeler中创建的任何数据模型。
3. 要在导航器中查看模型的详细信息，选择“视图”|“Data Modeler”|“浏览器”。

通过“文件”|“打开Data Modeler设计”可在SQL Developer 2.1中打开任何Data Modeler模型，打开模型和Data Modeler浏览器后，可浏览和查看所有模型属性，但模型和属性均为只读。

9. 创建新模型

Data Modeler Viewer扩展还允许根据可访问的数据库连接创建表、视图和约束的模型。创建新模型的步骤如下：
1. 展开“连接”导航器中的数据库连接。
2. 选择要包含在图表中的表。
3. 将选择的表拖到关系模型上。虽然不能保存模型，但可移动图表上的对象来更改默认布局。

10. 创建和运行报告

构建数据模型的一个重要方面是针对设计运行报告，以确定是否存在以下情况：
- 没有列的表
- 没有属性的实体
- 未设置数据类型的列或属性

SQL Developer和SQL Developer Data Modeler协同工作以支持此功能。可使用Data Modeler创建设计并保存到报告存储库，然后使用SQL Developer对保存的设计运行预定义报告。

设置报告模式 ：
在将任何设计导出到报告模式之前，需要创建一个拥有报告存储库中表的用户，该存储库由42个表及其列和关联索引组成。可使用SQL工作表或“其他用户”上的“创建用户”上下文菜单创建存储库所有者，并授予该用户“CONNECT”和“RESOURCE”权限。

导出设计并运行报告 ：
1. 在SQL Developer Data Modeler中创建并完善数据模型设计。
2. 选择“文件”|“导出”|“到报告模式”，首次导出设计时，需要创建与新存储库模式的连接，点击“添加”按钮，打开“新数据库连接”对话框，由于存储库建立在Oracle数据库中，所以这里的连接细节是针对Oracle连接的。创建连接后，后续导出可重复使用。
3. 首次导出时，将在存储库模式中创建存储库的表，后续导出会向表中写入新记录。
4. 导出设计后，打开SQL Developer，选择“视图”|“报告”选项卡，展开“Data Modeler报告”节点，有“设计内容”和“设计规则”两类报告。默认情况下，报告中显示每个设计的最新报告，若要查看设计的所有导出，在运行报告时在“输入绑定值”对话框中输入“FALSE”，然后点击“应用”。

可使用这些报告验证设计的完整性，或创建额外的报告以提取模型的更多细节。例如，运行“设计规则”|“关系模型”|“列”报告，可确定哪些列未设置数据类型，并显示这些列所属的表。

11. SQL Developer的可扩展性

Oracle SQL Developer基于Java框架编写，该框架由Oracle JDeveloper提供，通常称为JDeveloper IDE或Fusion Client Platform (FCP)。此框架为Oracle JDeveloper和Oracle SQL Developer开发者添加功能提供了基础结构，且具有可扩展性，开发工程师和最终用户可添加功能，扩展的类型从单个XML报告到作为JAR文件捆绑的复杂Java扩展不等。主要介绍了添加XML扩展的支持范围，对于具备SQL和PL/SQL技能的数据库开发者来说，添加XML扩展是可行的，同时也会讨论如何使用现有的Java扩展。

可扩展性概述 ：
在软件开发中，可扩展性意味着软件可以添加组件而不影响或更改底层代码，底层代码在基础设施中提供了专门用于添加新组件的“钩子”，使开发者能够添加产品未提供的新功能或替代功能。

SQL Developer中的可扩展性 ：
FCP允许用户构建可添加到JDeveloper或SQL Developer中的Java扩展，可使用Java构建大型复杂功能，如SQL Developer中的迁移和版本控制支持就是例子，也有外部客户在构建Java扩展。

SQL Developer还提供了额外的基础设施，带有代码“钩子”，可仅使用嵌入SQL和PL/SQL的XML添加项目，可添加的额外项目类型包括：
- 显示编辑器
- 上下文菜单
- 报告
- 导航器节点

扩展的构建者 ：
由于支持XML和Java扩展，不同类型的扩展有不同的构建者。XML扩展通常由精通SQL和PL/SQL的开发者使用，这些开发者是使用工具和命令行界面访问数据库的数据库开发者和DBA，他们构建的扩展通常在团队或公司内共享。Java扩展更多由Oracle的开发团队、Oracle合作伙伴以及其他精通Java的开发者和工程师开发，如Oracle TimesTen和版本控制导航器就是Oracle开发的Java扩展，由不同团队构建并作为SQL Developer的一部分发布。Java捆绑扩展（可能是XML和Java的组合）适合作为商业实体，有一些公开的基于Java的用户定义扩展，有些是商业的，有些是免费的。

扩展的原因 ：
软件产品并不总是能提供开发环境所需的全部功能，能够向现有功能中添加一些额外组件，可根据特定需求增强开发环境。使用SQL Developer扩展时，团队中只需一人创建扩展，然后可共享，从而创建一个增强的、符合公司标准的工具。例如，虽然SQL Developer主要面向数据库开发者，但很多人有自己的沙箱数据库，希望使用SQL Developer维护和查看表空间，而SQL Developer在这方面提供的DBA相关实用工具较少，因此这是一个具有丰富扩展机会的领域。

SQL Developer XML扩展类型 ：
接下来重点介绍XML扩展，任何掌握SQL和PL/SQL的人都可以添加这些扩展。虽然创建的文档是用XML编写的，但它们符合一组XML Schema Definition (XSD)标准，可将其视为模板。无论添加的是作为JAR文件捆绑的Java扩展，还是单独或作为JAR文件捆绑的XML扩展，都需要重启SQL Developer以使添加生效。下面将从最简单的扩展类型开始，逐步介绍更复杂的类型。

添加XML扩展 ：
无论添加哪种XML扩展，将文件添加到SQL Developer的方式相同，可作为单个文件或作为JAR文件捆绑。添加单个文件或少量文件时，可单独添加，操作步骤如下：
1. 选择“工具”|“首选项”。
2. 展开“数据库”|“用户定义扩展”。
3. 点击“添加”。
4. 添加扩展细节，然后重启SQL Developer。

若有大量文件，将它们捆绑在JAR文件中添加更高效，但创建JAR文件需要一定的Java知识，因此这里主要介绍单独添加的方式，后续会介绍如何添加Java扩展。

综上所述，SQL Developer Data Modeler提供了丰富的功能，涵盖逻辑、关系和多维模型的图形和文本建模工具，可从数据字典导入模型或从头创建模型，进行正向和逆向工程，构建物理模型并生成DDL。同时，SQL Developer的可扩展性为用户提供了根据自身需求定制和增强功能的机会，无论是数据库开发者还是数据架构师，都能利用这些功能满足不同的工作需求。

SQL Developer Data Modeler与扩展功能全解析

12. XML扩展类型及示例

下面详细介绍SQL Developer中可添加的XML扩展类型，并给出相应示例。

12.1 显示编辑器

显示编辑器扩展可用于自定义对象在SQL Developer中的显示方式。例如，对于特定类型的表，可通过显示编辑器扩展来改变其列的显示顺序、格式等。创建显示编辑器扩展的XML文件时，需遵循特定的XSD标准。以下是一个简单示例：

<display-editor>
    <name>Custom Table Display</name>
    <description>Customize the display of tables</description>
    <target-type>Table</target-type>
    <columns>
        <column name="column1" display-name="Custom Column 1" format="YYYY-MM-DD"/>
        <column name="column2" display-name="Custom Column 2"/>
    </columns>
</display-editor>

在这个示例中，定义了一个名为“Custom Table Display”的显示编辑器，目标类型为“Table”，并对表中的两列进行了自定义显示设置。

12.2 上下文菜单

上下文菜单扩展可在对象的右键菜单中添加自定义选项。例如，为表对象添加一个“快速统计”的上下文菜单项，点击该菜单项可执行特定的统计查询。以下是一个上下文菜单扩展的XML示例：

<context-menu>
    <name>Table Quick Stats</name>
    <description>Perform quick statistics on a table</description>
    <target-type>Table</target-type>
    <items>
        <item name="Quick Stats">
            <action>
                <sql>SELECT COUNT(*) FROM {object.name}</sql>
            </action>
        </item>
    </items>
</context-menu>

此示例中，为表对象添加了一个“Quick Stats”的上下文菜单项，点击该菜单项会执行一个简单的统计查询。

12.3 报告

报告扩展可用于创建自定义的报告，以满足特定的数据分析需求。例如，创建一个报告来显示所有表的行数和占用空间。以下是一个报告扩展的XML示例：

<report>
    <name>Table Space Report</name>
    <description>Report on table space usage</description>
    <query>
        <sql>
            SELECT table_name, num_rows, blocks * 8 AS space_kb
            FROM user_tables
        </sql>
    </query>
    <columns>
        <column name="table_name" display-name="Table Name"/>
        <column name="num_rows" display-name="Number of Rows"/>
        <column name="space_kb" display-name="Space (KB)"/>
    </columns>
</report>

该示例定义了一个名为“Table Space Report”的报告，查询用户表的行数和占用空间，并指定了报告的列显示名称。

12.4 导航器节点

导航器节点扩展可在SQL Developer的导航器中添加自定义节点。例如，添加一个“自定义表组”节点，用于组织特定的表。以下是一个导航器节点扩展的XML示例：

<navigator-node>
    <name>Custom Table Group</name>
    <description>Group of custom tables</description>
    <parent-node>Tables</parent-node>
    <filter>
        <sql>table_name LIKE 'CUSTOM_%'</sql>
    </filter>
</navigator-node>

此示例中，在“Tables”节点下添加了一个“Custom Table Group”节点，通过SQL过滤条件筛选出以“CUSTOM_”开头的表。

13. Java扩展的使用

虽然本书未详细介绍如何构建Java扩展，但会讨论如何使用现有的Java扩展。Java扩展通常以JAR文件的形式提供。添加Java扩展的步骤如下：
1. 确保已获取Java扩展的JAR文件。
2. 选择“工具”|“首选项”。
3. 展开“数据库”|“用户定义扩展”。
4. 点击“添加”，选择Java扩展的JAR文件。
5. 重启SQL Developer，使扩展生效。

使用Java扩展时，需注意其兼容性和依赖项，确保扩展能在当前的SQL Developer环境中正常工作。

14. 总结与展望

SQL Developer Data Modeler为数据建模和数据库开发提供了强大的功能。通过它，用户可以创建逻辑、关系和多维模型，从数据字典导入模型或从头开始创建，进行正向和逆向工程，构建物理模型并生成DDL脚本。同时，SQL Developer的可扩展性允许用户根据自身需求添加自定义功能，无论是通过XML扩展还是Java扩展。

在实际应用中，数据建模和数据库开发人员可以充分利用这些功能来提高工作效率，满足特定的业务需求。例如，数据库管理员可以通过扩展功能更好地管理数据库，开发人员可以根据项目需求定制开发环境。

未来，随着数据库技术的不断发展，SQL Developer Data Modeler可能会进一步增强其功能，提供更多的建模工具和扩展选项。同时，用户也可以根据自身的创新需求，开发出更多实用的扩展，为数据库开发和管理带来更多便利。

以下是一个总结的mermaid流程图，展示了SQL Developer Data Modeler的主要功能和操作流程：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(创建逻辑和关系模型):::process
    B --> C{是否有现有数据库模型}:::decision
    C -->|是| D(从数据字典导入模型):::process
    C -->|否| E(从头创建模型):::process
    D --> F(构建物理模型):::process
    E --> F
    F --> G(生成DDL脚本):::process
    G --> H(更新现有模式):::process
    F --> I(查看和应用设计规则):::process
    I --> G
    F --> J(创建和运行报告):::process
    B --> K(与Oracle SQL Developer集成):::process
    K --> L(创建新模型):::process
    K --> M(查看模型属性):::process
    F --> N(添加数据库站点):::process
    N --> F
    F --> O(添加XML或Java扩展):::process
    O --> P(增强功能):::process
    P --> Q([结束]):::startend

通过以上的介绍和操作指南，希望读者能够更好地掌握SQL Developer Data Modeler的使用和扩展方法，在数据库开发和管理中发挥更大的作用。

以下是一个总结的表格，列出了SQL Developer Data Modeler的主要功能和对应的操作：
| 功能 | 操作步骤 |
| — | — |
| 构建物理模型 | 从逻辑模型正向构建或从现有数据库模型导入，支持多物理模型 |
| 新增数据库站点 | 更新数据库站点列表，添加新站点并指定物理属性 |
| 查看物理属性 | 双击或右键选择属性，可传播属性 |
| 生成DDL | 通过文件导出或工具栏按钮，设置生成选项 |
| 查看和应用设计规则 | 从DDL生成对话框或工具菜单调用，处理违规规则 |
| 生成DDL脚本 | 验证规则后选择脚本类型生成 |
| 更新现有模式 | 导入对象，比较模型，根据事实来源更新 |
| 与Oracle SQL Developer集成 | 在SQL Developer中打开Data Modeler，查看和创建模型 |
| 创建新模型 | 从数据库连接选择表拖到关系模型 |
| 创建和运行报告 | 设置报告模式，导出设计，运行报告验证完整性 |
| 添加XML扩展 | 选择首选项，添加扩展文件，重启SQL Developer |
| 使用Java扩展 | 获取JAR文件，添加到用户定义扩展，重启SQL Developer |