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基礎知識|數據庫的一些基本概念

1、超鍵、候選鍵、主鍵、外鍵  

超鍵:在關系中能唯一標識元組的屬性集稱為關系模式的超鍵。一個屬性可以為作為一個超鍵,多個屬性組合在一起也可以作為一個超鍵。超鍵包含候選鍵和主鍵。  

候選鍵:是最小超鍵,即沒有冗余元素的超鍵。  

主鍵:數據庫表中對儲存數據對象予以唯一和完整標識的數據列或屬性的組合。一個數據列只能有一個主鍵,且主鍵的取值不能缺失,即不能為空值(Null)。  

外鍵:在一個表中存在的另一個表的主鍵稱此表的外鍵。

2、什麽是事務?什麽是鎖?  

事務:就是被綁定在一起作為一個邏輯工作單元的SQL語句分組,如果任何一個語句操作失敗那麽整個操作就被失敗,以後操作就會回滾到操作前狀態,或者是上有個節點。為了確保要麽執行,要麽不執行,就可以使用事務。要將有組語句作為事務考慮,就需要通過ACID測試,即原子性,一致性,隔離性和持久性。  

鎖:在所以的DBMS中,鎖是實現事務的關鍵,鎖可以保證事務的完整性和並發性。與現實生活中鎖一樣,它可以使某些數據的擁有者,在某段時間內不能使用某些數據或數據結構。當然鎖還分級別的。

3、數據庫事務的四個特性及含義  

原子性:整個事務中的所有操作,要麽全部完成,要麽全部不完成,不可能停滯在中間某個環節。事務在執行過程中發生錯誤,會被回滾(Rollback)到事務開始前的狀態,就像這個事務從來沒有執行過一樣。  

一致性:在事務開始之前和事務結束以後,數據庫的完整性約束沒有被破壞。  

隔離性:隔離狀態執行事務,使它們好像是系統在給定時間內執行的唯一操作。如果有兩個事務,運行在相同的時間內,執行相同的功能,事務的隔離性將確保每一事務在系統中認為只有該事務在使用系統。這種屬性有時稱為串行化,為了防止事務操作間的混淆,必須串行化或序列化請求,使得在同一時間僅有一個請求用於同一數據。 

持久性:在事務完成以後,該事務所對數據庫所作的更改便持久的保存在數據庫之中,並不會被回滾。 

4、什麽是視圖?  

視圖是一種虛擬的表,具有和物理表相同的功能。可以對視圖進行增,改,查,操作,試圖通常是有一個表或者多個表的行或列的子集。對視圖的修改不影響基本表。它使得我們獲取數據更容易,相比多表查詢。  

如下兩種場景一般會使用到視圖: 

(1)不希望訪問者獲取整個表的信息,只暴露部分字段給訪問者,所以就建一個虛表,就是視圖。  

(2)查詢的數據來源於不同的表,而查詢者希望以統一的方式查詢,這樣也可以建立一個視圖,把多個表查詢結果聯合起來,查詢者只需要直接從視圖中獲取數據,不必考慮數據來源於不同表所帶來的差異。  

註:這個視圖是在數據庫中創建的而不是用代碼創建的。

5、觸發器的作用?  

觸發器是一中特殊的存儲過程,主要是通過事件來觸發而被執行的。它可以強化約束,來維護數據的完整性和一致性,可以跟蹤數據庫內的操作從而不允許未經許可的更新和變化。可以聯級運算。如,某表上的觸發器上包含對另一個表的數據操作,而該操作又會導致該表觸發器被觸發。  

6、維護數據庫的完整性和一致性,你喜歡用觸發器還是自寫業務邏輯?為什麽? 

盡可能使用約束,如check,主鍵,外鍵,非空字段等來約束,這樣做效率最高,也最方便。其次是使用觸發器,這種方法可以保證,無論什麽業務系統訪問數據庫都可以保證數據的完整新和一致性。最後考慮的是自寫業務邏輯,但這樣做麻煩,編程復雜,效率低下。  

7、索引的作用?和它的優點缺點是什麽?  

數據庫索引,是數據庫管理系統中一個排序的數據結構,以協助快速查詢、更新數據庫表中數據。索引的實現通常使用B樹及其變種B+樹。  

在數據之外,數據庫系統還維護著滿足特定查找算法的數據結構,這些數據結構以某種方式引用(指向)數據,這樣就可以在這些數據結構上實現高級查找算法。這種數據結構,就是索引。  

為表設置索引要付出代價的:一是增加了數據庫的存儲空間,二是在插入和修改數據時要花費較多的時間(因為索引也要隨之變動)。  

創建索引可以大大提高系統的性能(優點):  

第一,通過創建唯一性索引,可以保證數據庫表中每一行數據的唯一性。      

第二,可以大大加快數據的檢索速度,這也是創建索引的最主要的原因。      

第三,可以加速表和表之間的連接,特別是在實現數據的參考完整性方面特別有意義。  

第四,在使用分組和排序子句進行數據檢索時,同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間。  

第五,通過使用索引,可以在查詢的過程中,使用優化隱藏器,提高系統的性能。  

也許會有人要問:增加索引有如此多的優點,為什麽不對表中的每一個列創建一個索引呢?因為,增加索引也有許多不利的方面:  

第一,創建索引和維護索引要耗費時間,這種時間隨著數據量的增加而增加。      

第二,索引需要占物理空間,除了數據表占數據空間之外,每一個索引還要占一定的物理空間,如果要建立聚簇索引,那麽需要的空間就會更大。  

第三,當對表中的數據進行增加、刪除和修改的時候,索引也要動態的維護,這樣就降低了數據的維護速度。  

索引是建立在數據庫表中的某些列的上面。在創建索引的時候,應該考慮在哪些列上可以創建索引,在哪些列上不能創建索引。  

一般來說,應該在這些列上創建索引:  

(1)在經常需要搜索的列上,可以加快搜索的速度;  

(2)在作為主鍵的列上,強制該列的唯一性和組織表中數據的排列結構;  

(3)在經常用在連接的列上,這些列主要是一些外鍵,可以加快連接的速度;  

(4)在經常需要根據範圍進行搜索的列上創建索引,因為索引已經排序,其指定的範圍是連續的;  

(5)在經常需要排序的列上創建索引,因為索引已經排序,這樣查詢可以利用索引的排序,加快排序查詢時間;  

(6)在經常使用在WHERE子句中的列上面創建索引,加快條件的判斷速度。  

同樣,對於有些列不應該創建索引:  

第一,對於那些在查詢中很少使用或者參考的列不應該創建索引。這是因為,既然這些列很少使用到,因此有索引或者無索引,並不能提高查詢速度。相反,由於增加了索引,反而降低了系統的維護速度和增大了空間需求。  

第二,對於那些只有很少數據值的列也不應該增加索引。這是因為,由於這些列的取值很少,例如人事表的性別列,在查詢的結果中,結果集的數據行占了表中數據行的很大比例,即需要在表中搜索的數據行的比例很大。增加索引,並不能明顯加快檢索速度。  

第三,對於那些定義為text,image和bit數據類型的列不應該增加索引。這是因為,這些列的數據量要麽相當大,要麽取值很少。 

第四,當修改性能遠遠大於檢索性能時,不應該創建索引。這是因為,修改性能和檢索性能是互相矛盾的。當增加索引時,會提高檢索性能,但是會降低修改性能。當減少索引時,會提高修改性能,降低檢索性能。因此,當修改性能遠遠大於檢索性能時,不應該創建索引。  

8、drop,delete與truncate的區別  

drop直接刪掉表。  

truncate刪除表中數據,再插入時自增長id又從1開始。  

delete刪除表中數據,可以加where字句。  

(1)DELETE語句執行刪除的過程是每次從表中刪除一行,並且同時將該行的刪除操作作為事務記錄在日誌中保存以便進行進行回滾操作。TRUNCATETABLE則一次性地從表中刪除所有的數據並不把單獨的刪除操作記錄記入日誌保存,刪除行是不能恢復的。並且在刪除的過程中不會激活與表有關的刪除觸發器。執行速度快。  

(2)表和索引所占空間。當表被TRUNCATE後,這個表和索引所占用的空間會恢復到初始大小,而DELETE操作不會減少表或索引所占用的空間。drop語句將表所占用的空間全釋放掉。  

(3)一般而言,drop>truncate>delete  

(4)應用範圍。TRUNCATE只能對TABLE;DELETE可以是table和view  

(5)TRUNCATE和DELETE只刪除數據,而DROP則刪除整個表(結構和數據)。

(6)truncate與不帶where的delete:只刪除數據,而不刪除表的結構(定義)drop語句將刪除表的結構被依賴的約束(constrain),觸發器(trigger)索引(index);依賴於該表的存儲過程/函數將被保留,但其狀態會變為:invalid。  

(7)delete語句為DML(datamaintainLanguage),這個操作會被放到rollbacksegment中,事務提交後才生效。如果有相應的tigger,執行的時候將被觸發。  

(8)truncate、drop是DLL(datadefinelanguage),操作立即生效,原數據不放到rollbacksegment中,不能回滾。  

(9)在沒有備份情況下,謹慎使用drop與truncate。要刪除部分數據行采用delete且註意結合where來約束影響範圍。回滾段要足夠大。要刪除表用drop;若想保留表而將表中數據刪除,如果於事務無關,用truncate即可實現。如果和事務有關,或老師想觸發trigger,還是用delete。 

(10)Truncatetable表名速度快,而且效率高,因為:  truncatetable在功能上與不帶WHERE子句的DELETE語句相同:二者均刪除表中的全部行。但TRUNCATETABLE比DELETE速度快,且使用的系統和事務日誌資源少。DELETE語句每次刪除一行,並在事務日誌中為所刪除的每行記錄一項。TRUNCATETABLE通過釋放存儲表數據所用的數據頁來刪除數據,並且只在事務日誌中記錄頁的釋放。  

(11)TRUNCATETABLE刪除表中的所有行,但表結構及其列、約束、索引等保持不變。新行標識所用的計數值重置為該列的種子。如果想保留標識計數值,請改用DELETE。如果要刪除表定義及其數據,請使用DROPTABLE語句。  

(12)對於由FOREIGNKEY約束引用的表,不能使用TRUNCATETABLE,而應使用不帶WHERE子句的DELETE語句。由於TRUNCATETABLE不記錄在日誌中,所以它不能激活觸發器。

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