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关系数据库的结构与一般原理

王朝other·作者佚名  2008-05-31
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前边看到了一个相当复杂的数据库系统的结构,但里边并没有包含数据倒底是怎么组织成库的,及数据使用又是怎么样在数据库内处理、用什么形式传给用户的。

一个数据库系统中通常同时存在多个数据库,每个库由若干张表组成。实际使用中很少会取出整张表或整个数据库中的数据,而是选取其中一部份,即所谓的建立一个视(view)。 数据库系统会将用户所需的数据打包组成一个游标,然后用户就可以利用该游标存取数据了。由于Server端的游标对Server构成相当的负荷,所以用完应当立即关闭,假如需要长时间使用大型游标则应当使用客户端游标,即将Server端的游标数据复制到客户端。

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为提高数据检索的效率,数据库都支持对表做索引,索引其实是也是一种表,但只包含最基本的定位信息,比如只含有记录号和记录在表文件中的起点位置。

数据库中除了数据之外,还可能包含安全信息和数据治理子程序。

假如随便什么人都可以联上银行的数据库,修改一下帐户信息,那这个世界富翁大概会多很多了。每个数据库都会有一张用户表,记录了用户的信息及在数据库中扮演的角色、拥有的权力。在MS-SQLServer7或Oracle8i这样的数据库里,每个数据库、每张表都拥有自己的用户表,记录了每个答应访问的用户的角色、权限。

数据库治理员是数据库系统的神,他无所不能,有每一扇门的钥匙,有创造或毁灭一切的能力,所以这个用户一定小心要治理好。

有时候在表中每插入一条记录或者修改某个特定的字段的时候,都会需要做一些相关连的修改,当然可以在程序中每次都写一次,但在编程时轻易忘记而带来问题,这时候就用得着触发器或者存储过程了。它们其实就是一组sql命令或其它形式的子程序,保存在数据库内。触发器会在指定条件下自动被系统调用,而存储过程则需要应用程序指示系统调用。两者都是在数据库系统内部执行,省掉了网络传递等麻烦,性能要好很多。同时在设计数据库时就可以把它们设计好,这样应用开发就很省心了。

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上边讲的都是俺们可以存在数据库系统里的东西。数据库治理系统本身还提供一些非常重要、有用的功能,就是锁定治理、事务治理、日志。

1、锁定治理:

假如某年某月某天的某一刻(A),你和gf心有灵犀同时往两人共用的电子银行帐号里存钱,只见替你们存钱的两个程序都把当前的金额读出来,是¥10,000。

花开两朵,各表一枝,且说替你存钱的那个程序做了一个加法,它内存里的金额变成了¥100,000,这个程序叹息了一声—好大的款呀,于是把钱写进数据库。这一瞬间(B),你的帐户里有了¥100,000,够买半所房子了。

上文书说道,替她存钱的程序在A时刻也把金额读出,是¥10,000,于是也做一个加法,内存里的金额变成了¥10,050,这程序服务态度很好,一点没有嫌少,不辞辛劳地也把钱写进数据库里去。这一瞬间(C),你的帐户里有了¥10,050,够买房子的手续费了。

很不幸,C-B=0.01秒。

为了不让俺也碰上这种事,俺果断要求替俺存钱的程序在读钱之前把俺的数据库记录封锁起来,等俺的钱存好了,再解开,中间谁也不准碰俺的记录,看也不行!

哈,一笑。

DBMS极为重要的功能就是要支持锁定,不同的数据库对锁定支持程序不同,有的支持对整张表加锁,有的支持对每一行记录加锁,后者称为行锁,显然更先进。当然,用于桌面应用的单用户数据库是犯不着去搞锁定的。或者象极少冲突,偶然冲突一下也没关系的web forum之类应用的情况下,不加锁也没关系,这样速度快。

2、事务处理:

这个世界上没有哪个数据库系统是东方不败,IBM的B2 UDB号称是永不崩溃的数据库,赶上磁盘故障写不进去什么的总没招了吧,用户访问指令还得失败。假如是密不可分的一组操作,比如说X转帐到Y时,从X取出成功,Y转入失败,这时就应该取消前面的操作,不然X可要哭了。当然可以在写程序时小心点,写好取消代码,但这显然是诱惑你去写更多bug的陷阱。

所以数据库系统通常都有事务的概念,当进入一组密不分的操作之前,先通知系统TransactionStart了,然后访问数据库,最后假如全成功了发一个Commit提交所有修改,假如失败了,发一个RollBack系统自动把系统恢复到被该组操作影响之前的状态(回滚)。

Delphi的try ... exception语句结构很合适做这个工作。

不过事务会影响系统性能,所以不要有事没事都加一个Transaction哟。linux底下很火的那个MySQL就不支持事务,所以速度贼快,据说比Oracle还快,那可以是一个OSS的免费软件呀(免费是有条件的,详见MySQL的Lisence说明)。

3、日志:

假如你是某大证券交易所的电脑治理员,在一个黑道凶日里好不轻易熬到了快下班,忽然发现服务器上存数据的那块硬盘罢工了,更妖的是热备机上的那块说了一声福无双至就不动了,咋办?

别忙晕倒,把昨天的备份找出来,换块好硬盘,先回复到昨天的情况,再把数据库系统的日志调出来,把昨天下班到今天的部份重做一个,ok。

日志是啥?DBMS会自动把对数据库进行修改的每一条指令记录在日志文件里,所以,万一碰上这种情况,还有得救。

啊——,你猛然发现日志正好存在坏的那块盘上……扑通……

 
 
 
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