Read the book: «Schnelleinstieg in SQLScript für SAP HANA»

1 Einführung in SAP HANA SQL und SQLScript

Im ersten Kapitel dieses Buches möchte ich Sie in die Grundlagen von SQL einführen. Hier geht es um die Basisterminologie, die in HANA SQLScript verwendet wird. Zusätzlich werden die ersten Schritte angesprochen, wie das Anlegen von Tabellen, die wir im weiteren Verlauf des Buches nutzen werden. SQLScript ist keine von SQL unabhängige Sprache, sondern ermöglicht es dem Anwender, eine Vielzahl von Befehlen zu kombinieren und automatisiert auszugeben.

Seit der Einführung der HANA Database (im Folgenden nur noch DB genannt) und deren Verwendung z.B. unter SAP BW (Business Warehouse) oder SAP ECC (ERP Central Component) wurde der Einsatz von SQL immer interessanter.

1.1 Geschichte von SQL

SQL wurde 1970 erfunden und seit dieser Zeit immer mehr erweitert. Es handelt sich dabei zwar um eine Standardprogrammiersprache, aber wie bei allen Sprachen (etwa Englisch oder Deutsch) existieren zu SQL auch Dialekte, die datenbankabhängig sind (etwa Oracle, IBM, Microsoft).

SQL-Syntax in diesem Buch

Wir werden uns in diesem Buch ausschließlich mit SQL der HANA DB beschäftigen.

Alle SQL-Aspekte beruhen auf einem relationalen Datenmodell, das die Tabellen des relationalen Modells in Beziehung setzen kann. Hier spricht man auch von Datenbank-Views. Ich werde Ihnen im Buch aufzeigen, wie man Tabellen anhand dieser Views mittels SQLScript verknüpft.

1.2 Definition von SQL

Die Structured Query Language, kurz SQL, ist eine standardisierte Programmierungssprache zur Definition von Objekten (wie z.B. Tabellen) in einer Datenbank. Diese Objektdefinition bzw. deren Abfrage kann je nach Anforderung einfach oder komplex sein. Außerdem lassen sich mittels SQL Daten abfragen oder andere Objekte wie Views oder Prozeduren anlegen. SQL kann zusätzlich zu den Datenabfragen Objekte direkt definieren und die Abfragen anhand von SQLScript komplex erweitern.

Wenn Sie SQL in einem HANA-basierten SAP-System aufrufen, finden Sie in der Regel bereits eine Vielzahl an Tabellen vor, die durch die SAP definiert und ausgeliefert wurden.

Manchmal ist es trotz der enormen Leistungsfähigkeit von HANA durchaus sinnvoll, neue Tabellen anzulegen, um bestimmte Daten mittels SQL, wenn auch nur temporär, zwischenzuspeichern. Dies kann dazu dienen, die Performance zu erhöhen und bestimmte Prozeduren lesbarer zu halten. Daher sollte Ihnen das Anlegen und Löschen von Tabellen ebenfalls bekannt sein. Dieses Buch wird Sie dabei Schritt für Schritt unterstützen.

1.3 Definition von SQLScript

Abbildung 1.1 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Definition von HANA SQLScript. Wie Sie erkennen können, erweitert SQLScript die Sprache SQL sowohl um die von Ihnen erstellten funktionalen Ergänzungen, wie eigene Prozeduren oder Funktionen, als auch um die Verwendung von Schleifen oder komplexen Logiken zur Steuerung des Ablaufs (IF … THEN … etc.).

Abbildung 1.1: Funktionalität von HANA SQLScript

Ein wesentlicher Unterschied zwischen reinem SQL, bei dem ein Datumsfeld nach Selektion im zweiten Schritt mittels SELECT DATE FROM TABLE XYZ umgerechnet werden muss, und SQLScript ist, dass Letzteres diese Vereinfachungen der Syntax sowie eine gewisse Funktionalität bereits beinhaltet.

So kann z.B. über SELECT CURRENT_UTCDATE FROM DUMMY die automatische Rückgabe des UTC-Datums (Greenwich Mean Time) abgefragt oder alternativ mit Offsets wie +1, wodurch eine Stunde auf das Datum addiert wird, gearbeitet werden.

Die DB kann automatisch auf die gesetzten Vorgaben reagieren und so beispielsweise bei der Ermittlung eines Datums die Verschiebung der Zeitzonen berücksichtigen. Dabei werden alle notwendigen Additionen und Subtraktionen sowie die Verschiebung des Datums von der Datenbank übernommen. Eine Abfrage an die Datenbank, um eine bestimmte Funktionalität wie die Anonymisierung von Daten zu nutzen, müssen Sie nicht »von Hand« programmieren, sondern können diese mit SQLScript direkt aufrufen (ähnlich dem Aufruf von Funktionen/Prozeduren, die später noch erläutert werden).

SQLScript soll Sie in die Lage versetzen, auch komplexe DB-Funktionalitäten mit wenigen Zeilen Code aufzurufen und auszuführen.

Ein weiterer Unterschied zum klassischen SQL ist, dass SQLScript Parameter für Filterungen und Einschränkungen der Daten unterstützt.

Außerdem lassen sich Geschäftslogiken wie eine Währungsumrechnung oder Datumskonvertierung zu einem Stichtag durch SQLScript realisieren. Hierzu finden Sie ein Beispiel in Abschnitt 1.14.9.

SQLScript sollte immer dann eingesetzt werden, wenn die Funktionalität von z.B. grafischen Calculation Views zur Datenermittlung nicht ausreicht.

Scripted Calculation Views

Bitte verwenden Sie keine »Scripted« Calculation Views mehr. Deren Nachfolger sind die sogenannten Table Functions.

Ich werde auf Table Functions im Abschnitt 2.3 näher eingehen.

Im Gegensatz zur Entwicklung in SAP ABAP, bei der die Daten aus einer Tabelle in Schleifen von der Datenback in den Applikationsserver geladen werden, wird SQLScript-Code direkt in der Datenbank ausgeführt. Dadurch ist für den Endanwender nur das fertige Ergebnis auf dem Applikationsserver aufrufbar.

Der Sinn von SQLScript ist, möglichst viel der programmierten Logik direkt innerhalb der Datenbank auszuführen, um das Netzwerk zu entlasten. Es dient in allen Bereichen wie AMDP, Calculation Views, Core Data Services oder native HANA-Entwicklung dazu, eine höchstmögliche Parallelität für Aufgaben in der Datenbank zu realisieren. Der SQL Optimizer versucht bei jeder Ausführung einen optimalen Zugriff zu ermöglichen.

Als kleines Beispiel dazu soll Ihnen eine klassische SAP BW Query dienen, in der eine Ausnahmeaggregation durchgeführt wird.

SAP-BW-Abfrage

Stellen Sie sich vor, dass eine BW Query den Umsatz eines Produktes je Land liefert. Sie möchten jedoch zusätzlich den durchschnittlichen Umsatz pro Kunde angezeigt bekommen.

Annahme:

 Ihr Infoprovider, z.B. Advanced Data Store Object (ADSO), oder Ihre Tabelle beinhaltet eine Million Datensätze auf Kundenebene für ein selektiertes Geschäftsjahr.

 Die Anzahl der Kunden im selektierten Geschäftsjahr beträgt 20.

Im klassischen BW werden alle Daten, eine Million in diesem Beispiel, für das selektierte Geschäftsjahr auf den Applikationsserver übertragen. Dort wird im Online Analytical Processing (OLAP) für die 20 Kunden der Durchschnittswert ermittelt. Es bleiben also 20 Datensätze übrig, wobei der Rest verworfen wird, da diese nicht benötigt werden.

Nun nehmen Sie für das klassische BW an, dass eine Million Datensätze über das Netzwerk 12 Sekunden benötigen, dass die Aufbereitung in der DB 3 Sekunden und die OLAP Engine von SAP BW weitere 3 Sekunden Laufzeit in Anspruch nehmen.

Bei SQLScript findet die Berechnung direkt in der DB statt, und nur die erwünschten 20 Datensätze werden übertragen. Neben der guten Grundperformance der Datenbank wird dadurch Netzwerklaufzeit und Zeit beim OLAP-Prozess auf dem Applikationsserver gespart. Zudem werden CPU und Memory des Applikationsservers geschont.

Die Rechnung für SQLScript fällt deutlich vereinfacht aus: Das Netzwerk benötigt unter einer Sekunde für 20 Datensätze, OLAP fällt gänzlich aus und die DB-Berechnung dauert je nach Auslastung der CPUs ebenfalls maximal eine Sekunde.

Wir haben somit im Vergleich zwischen dem klassischen BW (18 Sekunden) und SQLScript (2 Sekunden) einen Laufzeitunterschied von 16 Sekunden, der aber zulasten des BW durchaus auch höher ausfallen kann.

Abbildung 1.2 zeigt eine angenommene Ausführung mit den exemplarischen Laufzeiten von Queries. Eine Query bezieht sich im Beispiel auf eine in SAP BW mit dem Business Explorer (BEx) durch den Query Designer erstellte Abfrage.

Abbildung 1.2: BW OLAP versus SQLScript

1.4 SAP ABAP oder SQLScript

Kann man SQLScript aufgrund der Performance auch in ABAP nutzen?

Ja, in einer HANA-Umgebung wie SAP BW, BW/4HANA oder SAP S/4HANA sollte versucht werden, die Datenlast in der DB zu halten. Hierzu hat die SAP im BW-Umfeld die ABAP Managed Database Procedures (AMDP), z.B. für Transformationen und Core Data Services (CDS) Views, eingeführt, die den Code kapseln sollen.

AMDP sind spezielle ABAP-Prozeduren, die Sie mit SQLScript programmieren, aber analog zu normalen ABAP-Prozeduren aufrufen können.

CDS-Views sind durch SQLScript programmierbare Sichten auf Daten, wie BW-Tabellen oder Abfragen in S/4HANA an die Tabelle ACDOCA, die wie Tabellen in SQL Queries (sowohl ABAP als auch SQLScript) eingebunden werden können. Der große Vorteil ist, dass durch Annotationen in den CDS-Views bestimmt werden kann, ob es sich um eine Tabelle oder einen Endanwenderreport handelt. Beispiele hierzu finden Sie im Abschnitt 2.4.

1.5 SQL/SQLScript – Basiswissen

Wie bereits am Anfang beschrieben, dreht sich bei SQL und SQLScript alles darum, Daten aus der Datenbank zu lesen, neue Daten zu erfassen oder diese zu verändern. Oftmals werden für die verschiedenen Funktionen Kürzel verwendet, die ich Ihnen nun erläutern möchte.

1.5.1 Definitionstypen

Seit dem Erscheinen dieser Datenbanksprache hat man SQL nach und nach in vier Bereiche unterteilt:

 Data Definition Language (DDL): Definition von Objekten (z.B. Tabellen)

 Data Manipulation Language (DML): Einfügen von Daten in Tabellen, Löschen oder Modifizierung von Daten

 Data Control Language (DCL): Erstellung von Usern und deren Zugriffsrechten auf Tabellen, Funktionen etc.

 Data Query Language (DQL): Definition von Abfragen auf Daten, um spezifische Werte zu sehen (Filter, Aggregationen, Kennzahlenberechnung)

Wie in Abbildung 1.3 ersichtlich, greifen alle vier genannten Funktionen auf die zentrale Instanz Database Management System (DBMS) der Datenbank zu. Das DBMS verwaltet die Anfragen und stellt sicher, dass der Zugriff eines Users auf bestimmte Tabellen (mit DQL) erlaubt oder verhindert wird, je nach Definition der Berechtigung über DCL.

Abbildung 1.3: Darstellung der DBMS und SQL-Funktionalität

Wenn eine HANA DB neu installiert wird, stehen eventuell, bis auf die durch HANA generierten internen Tabellen, noch keinerlei kundeneigene Tabellen zur Verfügung. Die Funktionalität der verschiedenen SQL-Bereiche ist dennoch ab dem Moment der Installation gegeben.