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1.前言
SQL Server 的 Common Language Runtime (CLR) 集成是一种允许开发人员使用 .NET Framework 的编程语言（如 C# ）编写和执行存储过程、触发器、用户自定义函数（UDF）以及其他数据库对象的功能。通过 CLR 集成，SQL Server 可以利用 .NET 能力处理更复杂的任务，例如字符串操作、文件处理、正则表达式解析等。这为开发人员提供了更强大的工具，尤其是在面对计算密集型任务或处理 T-SQL 无法有效解决的业务逻辑时，CLR 集成成为一种灵活且高效的解决方案。
本文通过DEMO，详细为大家介绍如何在阿里云数据库RDS SQL Server（下文简称 RDS SQL Server）中部署和使用CLR集成函数。
2. 环境准备
2.1先决条件
如果要部署CLR集成，首先需要配置 RDS SQL Server实例级参数“clr enabled”为1（该值默认为0）。登录RDS SQL Server控制台，进入参数设置页面，找到 clr enabled参数，即可启用CLR选项，如图1所示：
2.2 DEMO程序：情绪偏好分析函数
下面我们通过一个DEMO程序（简单的情绪偏好分析函数）阐述如何将CLR部署到RDS SQL Server。该DEMO程序设置一个简单的词库和分词逻辑，给定评论内容，将内容与词库中的词简单对比，得出情绪分。
DEMO程序 C# 代码如下：
public class SentimentAnalysis { [SqlFunction(IsDeterministic = true, IsPrecise = true)] public static SqlDouble AnalyzeSentiment(SqlString text) { if (text.IsNull) return SqlDouble.Null; var sentimentDictionary = InitializeSentimentDictionary(); string input = text.Value.ToLower(); double sentimentScore = 0; int wordCount = 0; int i = 0; while (i < input.Length) { bool matched = false; // 从当前位置开始尝试匹配词典中的最长词语 foreach (var entry in sentimentDictionary.Keys.OrderByDescending(k => k.Length)) { if (i + entry.Length <= input.Length && input.Substring(i, entry.Length) == entry) { sentimentScore += sentimentDictionary[entry]; wordCount++; i += entry.Length; // 跳过已匹配的词语 matched = true; break; } } // 如果没有匹配到词典中的词语，则跳过该字符 if (!matched) { i++; } } return new SqlDouble(wordCount > 0 ? sentimentScore / wordCount : 0); } private static Dictionary<string, double> InitializeSentimentDictionary() { return new Dictionary<string, double> { {"好", 1.0}, {"喜欢", 1.0}, {"优秀", 1.0}, {"棒", 1.0}, {"满意", 0.8}, {"不错", 0.6}, {"还行", 0.2}, {"一般", 0}, {"差", -0.6}, {"糟糕", -0.8}, {"失望", -0.8}, {"烂", -1.0}, {"讨厌", -1.0} }; } }
3. 将CLR程序集导入RDS SQL Server
3.1 导出CLR程序集为二进制字符串
数据库作为PaaS层程序，用户无法访问RDS SQL Server所在的操作系统，因此不能直接编译如下“创建程序集”的代码。我们可以先将C#的CLR代码编译为DLL，然后通过拥有OS访问权限的RDS SQL Server创建程序集，如下代码所示。
-- 创建程序集 CREATE ASSEMBLY [CLRFuncDemo] FROM 'E:\Backup\CLRFuncDemo.dll' WITH PERMISSION_SET = SAFE
接着，通过RDS SQL Server的导出功能，将该程序集导出为二进制字符串，如图2。
3.2 导入CLR程序集至RDS SQL Server
通过拥有当前指定数据库DBO权限的用户连入RDS SQL Server，将导出的CLR程序集通过二进制的方式进行创建，如图3所示。
在图4中，可以看到程序集与CLR函数已经被成功导入与创建。
3.3 测试CLR函数
下面我们通过一个简单的表测试数据，DEMO测试CLR函数的可用性，代码如下所示。
CREATE TABLE UserReviews ( ReviewID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY, Username NVARCHAR(50), ProductName NVARCHAR(100), ReviewContent NVARCHAR(MAX), ReviewDate DATETIME ) INSERT INTO UserReviews (Username,ProductName,ReviewContent,ReviewDate) VALUES ('Chen Qi','Smartphone E',N'这个手机太烂了,电池续航糟糕,我非常失望!','2024-03-25 13:00:00'), ('Zhou Ba','Laptop F',N'体验非常差,散热不好,性能糟糕,不推荐!','2024-03-26 14:30:00'), ('Sun Jiu','Headphones G',N'音质太差了,这耳机真是糟糕透顶,让我很失望!','2024-03-27 16:10:00'), ('Wu Shi','Tablet H',N'这个平板还行,性能一般,用起来也算可以.','2024-03-28 10:00:00'), ('Zhang Yi','Smartphone I',N'手机用起来一般,没有特别好,也没有特别差,算是中规中矩.','2024-03-29 11:20:00'), ('Li Si','Laptop B',N'这个笔记本真的是优秀! 性能很棒,非常喜欢,满意极了!','2024-03-20 09:15:00'), ('Wang Wu','Headphones C',N'声音非常棒,材质很好,使用体验一流,我非常满意!','2024-03-22 11:00:00'), ('Zhao Liu','Tablet D',N'这款平板真是不错,性能很强,续航也不错,我非常喜欢!','2024-03-24 15:45:00'), ('Wang Kang','Smartphone K',N'手机非常好用,拍照效果非常棒,我非常喜欢!','2024-03-31 12:05:00'); SELECT ReviewID, Username, ProductName, ReviewContent, dbo.AnalyzeSentiment(ReviewContent) AS SentimentScore, CASE WHEN dbo.AnalyzeSentiment(ReviewContent) > 0.3 THEN '好评' WHEN dbo.AnalyzeSentiment(ReviewContent) < -0.3 THEN '差评' ELSE '中立' END AS SentimentCategory FROM UserReviews ORDER BY SentimentScore DESC
结果如图5所示，基本能够符合预期，通过提取评论中的关键字，确认当前的平均是好评或差评。
4. 其他安全问题
如果在 RDS SQL Server 中创建或修改 CLR 程序集 “CLRFuncDemo” 时遇到了以下错误：
消息 10343，级别 14，状态 1，第 12 行 针对带有 SAFE 或 EXTERNAL_ACCESS 选项的程序集“CLRFuncDemo”的 CREATE 或 ALTER ASSEMBLY 失败，因为 sp_configure 的“CLR 严格安全性”选项设置为 1。Microsoft 建议使用其相应登录名具有 UNSAFE ASSEMBLY 权限的证书或非对称密钥为该程序集签名。或者，也可以使用 sp_add_trusted_assembly 信任程序集。
这个报错是由于自动SQL Server 2017开始，微软对CLR集成的安全性做了更严格的限制，通过引入clr strict security选项，并将默认值设置为1，确保只有经过签名的程序集才能以安全级别（SAFE 或 EXTERNAL_ACCESS）进行加载。
如果希望解决该问题，尝试使用下面3种方法之一：
4.1 方法一：签名程序集并授予相应权限（微软推荐做法）
签名的作用本质上是让SQL Server确认发布者的身份，并与对应关联最小化权限，从而保证了CLR的安全。
整体过程相对较为复杂，具体操作步骤参考：
4.2 方法二：使用 sp_add_trusted_assembly 信任程序集
sp_add_trusted_assembly 可以允许单独对程序集进行类似白名单豁免的操作，同时不需要改程序集进行签名。
但该方式同样较为复杂，且执行该存储过程需要SA权限，相比方法一，更不推荐。
4.3 方法三：禁用“clr strict security”选项
SQL Server作为PaaS服务，没有实例级的访问权限，因此不能通过默认的方式直接关闭clr strict security选项，一个可选的方案是通过RDS提供的超级管理员账号关闭该选项。
警告：禁用 clr strict security 会使所有 CLR 程序集以更高的权限运行，可能带来安全隐患。
我们可以通过控制台创建“超级权限账号”，该账号的权限视为sql server内置的sysadmin组权限，值得注意的是，就像经典台词所说：“能力越大，责任越大”，拥有SA权限后，RDS不再保障SLA，同时该操作是单行票，启用后无法关闭。
使用SA账号关闭clr strict security的SQL如下所示：
EXEC sp_configure 'show advanced options', 1; RECONFIGURE; EXEC sp_configure 'clr strict security', 0; RECONFIGURE;
禁用该选项后，可以成功创建。
5. 总结
CLR集成为SQL Server提供了强大的扩展能力，使开发人员能够利用.NET Framework的丰富功能来处理复杂的数据库任务。本文通过详细的步骤和实例演示了如何在阿里云RDS SQL Server中部署和使用CLR集成功能。
CLR的集成极大地拓展了SQL Server的应用场景。通过CLR，我们可以在SQL Server中实现T-SQL难以实现的业务场景，比如：
- 复杂字符串处理：例如利用.NET的正则表达式库，实现医疗病历文本解析、数据清洗等高级文本处理
- 高性能计算：例如处理金融领域的期权定价等复杂数学运算，发挥编译执行的性能优势
- 文件和网络操作：例如实现物流行业的自动化单据处理，支持跨系统数据交换
- 自定义加密解密：例如为银行业提供端到端加密方案，保护敏感数据安全
- 图像处理：例如支持零售行业的商品图片分析、质量检测等多媒体处理需求
- 机器学习集成：例如实现电商平台的实时商品推荐等智能分析功能
- 复杂业务逻辑：例如处理信用卡额度评估等多维度决策场景
使用CLR而不是在应用程序中实现上述功能， 从性能角度看，数据库端直接处理可以减少数据传输开销，提供更高的处理效率。从安全性来看，敏感数据的处理限制在数据库内部，能够有效降低风险。从维护角度考虑，业务逻辑集中存储便于统一管理和版本控制，同时支持多个应用系统共享相同的业务规则。
在实际项目中，T-SQL和应用程序层是实现业务功能的主要选择。T-SQL适合数据的查询、处理和基础业务逻辑，应用程序层则擅长处理复杂交互和业务流程。CLR并非要替代这两者，而是在特定场景下的一个补充选项。当我们遇到需要复杂字符串处理、高性能计算或者外部系统集成等场景，而T-SQL实现困难、放在应用程序层有性能、部署或安全层面的限制时，CLR可以作为一个补充方案。
来源 | 阿里云开发者公众号
作者 | 沄迹
