Лекция
Это окончание невероятной информации про транзакции.
...
так и ограничением с отложенной проверкой.
Ограничение отношения, являющееся ограничением потенциального ключа (пример 9) является немедленно проверяемым ограничением.
Ограничение, определенное наличием функциональной зависимости атрибутов также является немедленно проверяемым ограничением.
Ограничения же, определенные многозначной зависимостью или зависимостью соединения являются ограничениями с отложенной проверкой. Действительно, эти ограничения требуют, чтобы кортежи вставлялись и удалялись целыми группами (см. гл. 7). Это невозможно сделать, если выполнять проверку после каждой одиночной вставки или удаления кортежа.
Ограничение в примере 11 кажется немедленно проверяемым. Действительно, можно сразу после вставки или удаления кортежа проверить, выполняется ли ограничение, и, если оно не выполняется, то откатить операцию. Но, однако, в этом случае, невозможно вставить ни один новый кортеж для нового отдела. В новый отдел необходимо вставить сразу не менее двух сотрудников. Таким образом, это ограничение с отложенной проверкой.
Ограничение из примера 12 имеет смысл проверять только при удалении кортежей из отношения. Это ограничение может быть как немедленно проверяемым, так и отложенным.
Определение 12. Ограничения целостности базы данных представляют ограничения, накладываемые на значения двух или более связанных между собой отношений (в том числе отношение может быть связано само с собой).
Пример 13. Ограничение целостности ссылок (см. гл. 3), задаваемое внешним ключом отношения, является ограничением базы данных.
Пример 14. Ограничение на таблицы DEPART и PERSON из примера 1 является отношением базы данных, т.к. оно связывает данные, размещенные в различных таблицах.
Проверка ограничения. К моменту проверки ограничения базы данных должны быть проверены ограничения целостности отношений.
Ограничение базы данных может быть как немедленно проверяемым ограничением, так и ограничением с отложенной проверкой.
Ограничение отношения, являющееся ограничением внешнего ключа может быть как немедленно проверяемым ограничением, так и отложенным ограничением. Действительно, в простейшем случае, если кортеж 
отношения 
должен ссылаться на кортеж 
отношения 
, то проверку ограничения ссылочной целостности можно производить сразупосле любой из операций вставки, обновления или удаления в любом из отношений 
или 
. В более сложном случае, предположим, что кортеж отношения должен ссылаться на кортеж отношения , а кортеж отношения должен в свою очередь ссылаться на кортеж отношения (циклическая ссылка). Очевидно, что сразу после вставки кортежа отношение ссылочная целостность обязательно нарушена, т.к. кортежа еще нет в отношении . Проверку ссылочной целостности можно провести только посл завершения транзакции, состоящей из последовательности операций:
в отношение с нулевой ссылкой на отношение , отношение со ссылкой на кортеж отношения , с NULL на ссылку на кортеж .Ограничение, приведенное в примере 1, может быть только ограничением с отложенной проверкой.
Стандарт SQL не предусматривает процедурных ограничений целостности, реализуемых при помощи триггеров и хранимых процедур. В стандарте SQL 92 отсутствует понятие "триггер", хотя триггеры имеются во всех промышленных СУБД SQL-типа. Таким образом, реализация ограничений средствами конкретной СУБД обладает большей гибкостью, нежели с использованием исключительно стандартных средств SQL.
Стандарт SQL позволяет задавать декларативные ограничения следующими способами:
Допускаются как немедленно проверяемые, так и ограничения с отложенной проверкой. Режим проверки отложенных ограничений можно в любой момент изменить так, чтобы ограничение проверялось:
При определении ограничения указывается тип проверки ограничения - является ли это ограничение неоткладываемым(NOT DEFERRED) или может быть откладываемым (DEFERRED). Во втором случае можно задать процедуру по умолчанию: проверять немедленно или проверять по завершении транзакции. Таким образом, можно определить потенциально откладываемое ограничение, которое по умолчанию проверяется немедленно. В любой момент режим проверки такого ограничения можно изменить на отложенный и наоборот. Режим проверки может быть изменен для одного ограничения или сразу для всех потенциально откладываемых ограничений. Если ограничение определено как неоткладываемое, то тип такого ограничения изменить нельзя и ограничение всегда проверяется немедленно.
Элементы процедурности все же присутствуют в стандарте SQL в виде так называемых действий, исполняемых по ссылке (referential triggered actions). Эти действия определяют, что будет происходить при изменении значения родительского ключа, на который ссылается некоторый внешний ключ. Эти действия можно задавать независимо для операций обновления (ON UPDATE) или для операций удаления (ON DELETE) записей в родительском отношении. Стандартом SQL определяется 4 типа действий, исполняемых по ссылке:
Как видно, действия, исполняемые по ссылке, фактически являются встроенными в СУБД триггерами. Действия типа CASCADE, SET NULL и SET DEFAULT являются компенсирующими операциями, вызывающимися при попытке нарушить ссылочную целостность.
Понятие ограничения используется во многих операторах определения данных (DDL).
Ограничение check::=
CHECK Предикат
Ограничения таблицы ::=
[CONSTRAINT Имя ограничения]
{
{PRIMARY KEY (Имя столбца.,..)}
| {UNIQUE (Имя столбца.,..)}
| {FOREIGN KEY (Имя столбца.,..) REFERENCES Имя таблицы [(Имя столбца.,..)] [Ссылочная спецификация]}
| { Ограничение check }
}
[Атрибуты ограничения]
Ограничения столбца::=
[CONSTRAINT Имя ограничения]
{
{NOT NULL}
| {PRIMARY KEY}
| {UNIQUE}
| {REFERENCES Имя таблицы [(Имя столбца)] [Ссылочная спецификация]}
| { Ограничение check }
}
[Атрибуты ограничения]
Ссылочная спецификация::=
[MATCH {FULL | PARTIAL}]
[ON UPDATE {CASCADE | SET NULL | SET DEFAULT | NO ACTION}]
[ON DELETE {CASCADE | SET NULL | SET DEFAULT | NO ACTION}]
Атрибуты ограничения::=
{DEFERRABLE [INITIALLY DEFERRED | INITIALLY IMMEDIATE]}
| {NOT DEFERRABLE}
Ограничение типа CHECK. Ограничение типа CHECK содержит предикат, могущий принимать значения TRUE, FALSE и UNKNOWN (NULL). Примеры предикатов различного вида приведены в главе 5. Ограничение типа CHECK может быть использовано как часть описания домена, таблицы, столбца таблицы или отдельного ограничения целостности - ASSERTION. Ограничение считается нарушенным, если предикат ограничения принимает значение FALSE.
Пример 15. Пример ограничения типа CHECK:
CHECK (Salespeaple.Salary IS NOT NULL) OR (Salespeaple.Commission IS NOT NULL)
Данное ограничение утверждает, что каждый продавец должен иметь либо ненулевую зарплату, либо ненулевые комиссионные.
Пример 16. Еще пример ограничения типа CHECK:
CHECK EXIST(SELECT * FROM Salespeaple)
Данное ограничение утверждает, что список продавцов не может быть пустым.
Ограничения таблицы и ограничения столбца. Ограничения таблицы и ограничения столбца таблицы входят как часть описания соответственно таблицы или столбца таблицы. Ограничение таблицы может относиться к нескольким столбцам таблицы. Ограничение столбца относится только к одному столбцу таблицы. Любое ограничение столбца можно описать как ограничение таблицы, но не наоборот.
Ограничения таблицы или столбца могут иметь наименования, при помощи которого в дальнейшем можно отменять это ограничение или менять время его проверки.
Ограничение PRIMARY KEY. Ограничение PRIMARY KEY для таблицы или столбца означает, что группа из одного или нескольких столбцов образуют потенциальный ключ таблицы. Это означает, что комбинация значений в PRIMARY KEY должна быть уникальной для каждой строки таблицы. Дублированные значения или значения, содержащие NULL, будут отвергнуты. Для одной таблицы может быть определено единственное ограничение PRIMARY KEY. В терминах стандарта SQL это называется первичным ключом таблицы.
Ограничение UNIQUE. Ограничение UNIQUE для таблицы или столбца означает, что группа из одного или нескольких столбцов образуют потенциальный ключ таблицы, в котором допускаются значения NULL. Это означает, что две строки, содержащие одинаковые и не равные NULL-значения, считаются нарушающими уникальность и не допускаются. Две строки, содержащие NULL-значения считаются различными и допускаются. Для одной таблицы может быть определено несколько ограничений UNIQUE.
Замечание. С точки зрения реляционной модели данных (см. главу 3, замечание к правилам целостности сущностей и внешних ключей), ограничение типа UNIQUE не определяет потенциальный ключ, т.к. потенциальный ключ не должен содержать NULL-значений.
Ограничения FOREIGN KEY и REFERENCES. Ограничение FOREIGN KEY… REFERENCES… для таблицы и ограничение REFERENCES… для столбца определяют внешний ключ таблицы. Ограничение REFERENCES… для столбца определяет простой внешний ключ, т.е. ключ, состоящий из одной колонки. Ограничение FOREIGN KEY… REFERENCES… для таблицы может определять как простой, так и сложный внешний ключ, т.е. ключ, состоящий из нескольких колонок таблицы. Столбец или группа столбцов таблицы, на которую ссылается внешний ключ, должна иметь ограничения PRIMARY KEY или UNIQUE. Столбцы, на которые ссылается внешний ключ, должны иметь тот же тип данных, что и столбцы, входящие в состав внешнего ключа. Таблица может иметь ссылку на себя. Ограничение внешнего ключа нарушается, если значения, присутствующие во внешнем ключе, не совпадают со значениями соответствующего ключа родительской таблицы ни для одной строки из родительской таблицы. Операции, приводящие к нарушению ограничения внешнего ключа, отвергаются. Как должны совпадать значения внешнего ключа и ключа родительской таблицы, а также, какие действия необходимо выполнить при изменениях ключей в родительской таблице, описаны ниже в ссылочной спецификации.
Ограничение NOT NULL. Ограничение NOT NULL столбца не допускает появления в столбце NULL-значений.
Ссылочная спецификация. Ссылочная спецификация определяет характеристики внешнего ключа таблицы.
Предложение MATCH {FULL | PARTIAL}. Предложение MATCH FULL требует полного совпадения значений внешнего и первичного ключей. Предложение MATCH PARTIAL допускает частичное совпадение значений внешнего и первичного ключей. Предложение MATCH может быть также пропущенным. Для случая MATCH PARTIAL в дочерней таблице могут появиться строки, имеющие значения внешнего ключа, неуникально совпадающие со значениями родительского ключа. Т.е. одна строка дочерней таблицы может иметь неуникальные ссылки не несколько строк родительской таблицы. Это очень сильно отличается от реляционной модели данных, и это отличие провоцируется допущением NULL-значений. Чтобы рассмотреть различные варианты совпадений внешнего и родительского ключей, рассмотрим следующий пример.
Пример 17. Пусть имеется две таблицы:
| X | Y |
|---|---|
| 1 | Aa |
| 1 | Bb |
| 2 | Cc |
| 2 | Dd |
| 3 | Ee |
| 3 | Ff |
Таблица 4 таблица A (Родительская)
| Z | X | Y |
|---|---|---|
| 1 | 1 | Aa |
| 2 | 1 | Null |
| 3 | Null | Cc |
| 4 | Null | Null |
| 5 | 4 | Gg |
Таблица 5 Таблица B (Дочерняя)
Таблица A имеет первичный ключ (X, Y). Таблица B имеет первичный ключ Z, и внешний ключ (X, Y), ссылающийся на первичный ключ таблицы A. Различные варианты совпадения строк дочерней таблицы B со строками родительской таблицы A приведены ниже:
| Колонки X и Y таблицы B допускают null-значения | Колонки X и Y таблицы B не допускают null-значений | |
| MATCH отсутствует | 1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - допустима, не совпадает ни с чем. 3 строка - допустима, не совпадает ни с чем. 4 строка - допустима, не совпадает ни с чем. 5 строка - не допустима. |
1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - не допустима. 3 строка - не допустима. 4 строка - не допустима. 5 строка - не допустима. |
|---|---|---|
|
MATCH FULL |
1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - не допустима. 3 строка - не допустима. 4 строка - допустима, не совпадает ни с чем. 5 строка - не допустима. |
1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - не допустима. 3 строка - не допустима. 4 строка - не допустима. 5 строка - не допустима. |
| MATCH PARTIAL | 1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - допустима, неуникально совпадает с 1 и 2 строками таблицы A. 3 строка - допустима, уникально совпадает с 3 строкой таблицы A. 4 строка - допустима, не совпадает ни с чем. 5 строка - не допустима. |
1 строка - допустима, совпадает с 1 строкой таблицы A. 2 строка - не допустима. 3 строка - не допустима. 4 строка - не допустима. 5 строка - не допустима. |
Предложение MATCH игнорируется, если все столбцы внешнего ключа имеют ограничения NOT NULL.
Предложения ON UPDATE и ON DELETE. Предложения ON UPDATE и ON DELETE определяют действия, исполняемые по ссылке. Действия, исполняемые по ссылке, в основном описаны выше в этой главе. Сложности в понимании того, как выполняются эти действия, возникают если установлено MATCH PARTIAL и колонки, входящие в состав внешнего ключа, допускают NULL-значения. Подробно эти действия с учетом возможных сложностей описаны в .
Атрибуты ограничения. Атрибуты ограничения определяют, в какой момент проверяются ограничения. Ограничение может быть определено как NOT DEFERRABLE (неоткладываемое) или DEFERRABLE (откладываемое). Если атрибуты ограничения не указаны, то по умолчанию принимается NOT DEFERRABLE.
Если ограничение определено как NOT DEFERRABLE (неоткладываемое), то ограничение всегда проверяется сразу после выполнения каждого оператора INSERT, UPDATE или DELETE, которые могут привести к нарушению ограничения.
Если ограничение определено как DEFERRABLE (откладываемое), то ограничение может иметь два режима проверки - немедленно после выполнения операции или в конце транзакции. Режим проверки может быть изменен в любой момент внутри транзакции командой SET CONSTRAINTS. При определении ограничения можно указать начальный режим проверки INITIALLY DEFERRED (начально отложенное) или INITIALLY IMMEDIATE (начально немедленно проверяемое).
Стандарт SQL описывает следующие операторы, в которых может быть использованы ограничения:
CREATE DOMAIN Имя домена [AS] Тип данных
[DEFAULT Значение по умолчанию]
[Имя ограничения] Ограничение check [Атрибуты ограничения]
Этот оператор задает домен, на основе которого можно определять колонки таблиц. Т.к. имя колонки, которая будет основана на этом домене заранее неизвестно, то в ограничении CHECK домена для ссылки на значение этого домена используется ключевое слово VALUE. В конкретной таблице СУБД заменит слово VALUE на имя колонки таблицы.
Пример 18. Приведенный ниже оператор создает домен Salary на основе целочисленного типа данных, причем значения из этого домена не могут принимать неположительные значения (но могут принимать значение NULL!). По умолчанию это ограничение проверяется немедленно, но может быть и отложенным:
CREATE DOMAIN Salary AS integer CHECK (VALUE > 0) DEFERRABLE INITIALLY IMMEDIATE
ALTER DOMAIN Имя домена
{SET DEFAULT Значение по умолчанию}
| {DROP DEFAULT}
| {ADD [Имя ограничения] Ограничение check [Атрибуты ограничения]}
| {DROP CONSTRAINT Имя ограничения}
Этот оператор изменяет имеющийся домен. Стандарт запрещает вносить несколько изменений одной командой ALTER DOMAIN. Т.е. если требуется удалить ограничение CHECK и добавить значение по умолчанию, то придется выполнить два оператора ALTER DOMAIN.
DROP DOMAIN Имя домена CASCADE | RESTRICT
Этот оператор уничтожает имеющийся домен. Если указана опция RESTRICT, то домен не уничтожается, если имеются ссылки на него из столбцов таблиц. Если указана опция CASCADE, то происходят следующие действия:
CREATE TABLE Имя таблицы
( {Определение столбца | [Ограничение таблицы]}.,..)
Определение столбца::=
Имя столбца {Имя домена | Тип данных [Размер]}
[Ограничение столбца…]
[DEFAULT Значение по умолчанию]
Этот оператор (синтаксис приведен не полностью - пропущены опции создания временных таблиц) создает таблицу базы данных. В таблице обязано быть не менее одного определения столбца. В таблице может быть определено несколько ограничений (в том числе и ни одного).
Каждый столбец должен иметь имя и быть определен на некотором типе данных или на некотором домене. Ограничения домена становятся ограничениями столбца. Кроме того, столбец может иметь дополнительные ограничения. Если домен имеет значение по умолчанию и в определении столбца определено значение по умолчанию, то значение для столбца перекрывает значение для домена.
Пример 19.
CREATE TABLE Salespeaple (Salespeaple_Id Id_Nums PRIMARY KEY, Fam CHAR(20) NOT NULL, Im CHAR(15), BirthDate DATE, Salary Salary_Domain DEFAULT 1000, City_Id INTEGER REFERENCES City ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT, District_Id INTEGER, CONSTRAINT AltKey UNIQUE(Fam, Im, BirthDate), CHECK (City_Id IS NOT NULL OR District_Id IS NOT NULL), FOREIN KEY District_Id REFERENCES District ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT)
Этот оператор создает таблицу Salespeaple с колонками (Salespeaple_Id, Fam, Im, BirthDate, Salary, City_Id, District_Id) и следующими ограничениями:
ALTER TABLE Имя таблицы
{ADD [COLUMN] Определение столбца}
| {ALTER [COLUMN] Имя столбца {SET DEFAULT Значение по умолчанию | DROP DEFAULT}}
| {DROP [COLUMN] Имя столбца RESTRICT | CASCADE}
| {ADD Ограничение таблицы}
| {DROP CONSTRAINT Имя ограничения RESTRICT | CASCADE}
Этот оператор позволяет изменять имеющуюся таблицу. В таблице можно удалять или добавлять колонки и/или ограничения. Кроме того, для колонок можно менять значение по умолчанию.
DROP TABLE Имя таблицы CASCADE | RESTRICT
Этот оператор позволяет удалять имеющуюся таблицу. Вместе с таблицей удаляются и ограничения, определенные для этой таблицы.
Если указан параметр RESTRICT, то таблица удаляется только если нет никаких ссылок на эту таблицу в других ограничениях или представлениях.
Если указан параметр CASCADE, то удаляются также и все объекты, ссылающиеся на эту таблицу.
CREATE ASSERTION Имя утверждения
Ограничение check
[Атрибуты ограничения]
Этот оператор позволяет создавать утверждения - т.е. ограничения, не являющиеся частью определения домена, колонки или таблицы.
Предикат CHECK, входящий в определение утверждения, может быть достаточно сложным и содержать ссылки на несколько таблиц.
Пример 20.
CREATE ASSERTION Check_Pay CHECK (Salespeaple.Salary IS NOT NULL) OR (Salespeaple.Commission IS NOT NULL) DEFERRABLE INITIALLY IMMEDIATE
DROP ASSERTION Имя утверждения
Этот оператор позволяет удалять имеющееся утверждение.
COMMIT WORK
Этот оператор фиксирует транзакцию. При этом проверяются все отложенные до конца транзакции ограничения. Если одно из ограничений не выполняется, то транзакция откатывается.
SET CONSTRAINT {Имя ограничения.,.. | ALL}
{DEFERRED | IMMEDIATE}
Этот оператор позволяет во время выполнения транзакции менять момент проверки всех (ALL) или некоторых ограничений. Этот оператор действует только на ограничения, определенные как DEFERRABLE (потенциально откладываемые). Если ограничение A находилось в состоянии IMMEDIATE (немедленно проверяемое), то оператор SET CONSTRAINT A DEFERRED переводит его в состояние DEFERRED (с отложенной проверкой) и тогда все операции, потенциально могущие нарушить это ограничение, будут выполняться без проверки. Проверка будет произведена в конце транзакции или в момент подачи команды SET CONSTRAINT A IMMEDIATE.
Транзакция - это неделимая, с точки зрения воздействия на СУБД, последовательность операций манипулирования данными, выполняющаяся по принципу "все или ничего", и переводящая базу данных из одного целостного состояния в другое целостное состояние.
Транзакция обладает четырьмя важными свойствами, известными как свойства АСИД:
База данных находится в согласованном состоянии, если для этого состояния выполнены все ограничения целостности.
Ограничение целостности - это некоторое утверждение, которое может быть истинным или ложным в зависимости от состояния базы данных.
Ограничения целостности классифицируются несколькими способами:
По способам реализации различают:
По времени проверки ограничения делятся на:
По области действия ограничения делятся на:
Стандарт языка SQL поддерживает только декларативные ограничения целостности, реализуемые как:
Проверка ограничений допускается как после выполнения каждого оператора, могущего нарушить ограничение, так и в конце транзакции. Во время выполнения транзакции можно изменить режим проверки ограничения.
На этом все! Теперь вы знаете все про транзакции, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое транзакции, целостность баз данных и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Базы данных, знаний и хранилища данных. Big data, СУБД и SQL и noSQL
Часть 1 9. Транзакции и целостность баз данных
Часть 2 Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря! - 9. Транзакции и целостность баз данных
Комментарии
Оставить комментарий
Базы данных, знаний и хранилища данных. Big data, СУБД и SQL и noSQL
Термины: Базы данных, знаний и хранилища данных. Big data, СУБД и SQL и noSQL