数据库 - SQL语言（三）

update account set balance = balance–100 
where account_number ='A-101';

update account set balance = balance + 100
where account_number ='A-201';

COMMIT WORK;

如果其中一个更新成功，另一个更新失败，会数据库中导致数据不一致问题
因此，这两个更新要么全部成功，要么全部失败

事务的四个性质

原子性（atomic）
一致性(consistency)
隔离性(isolation)
持久性(durability )

原子性（atomic）

一个事务或者在完成所有步骤后提交其行为，或者在不能成功完成其所有动作的情况下回滚其多有动作

在很多SQL实现中，默认方式下每个SQL语句自成一个事务，且一执行完就提交

如果一个事务要执行多条SQL语句，就必须关闭单独SQL语句的自动提交，如何关闭自动提交也依赖于特定的SQL实现。

一个较好的选择是，作为SQL:1999标准的一部分，允许多条SQL语句包含在关键字begin atomic … end之间

四，完整性约束

完整性约束保证授权用户对数据库所做的修改不会破坏数据的一致性

完整性约束的例子有：

教师姓名不能为null
任意两位教师不能有相同的教师标识
course关系中的每个系名必须在department关系中有一个对应的系名
一个系的预算必须大于0.00美元

完整性约束包括：

域完整性
实体完整性（主键的约束）
参照完整性（外键的约束）
用户定义的完整性约束

完整性约束是数据库实例(Instance)必须遵循的。
完整性约束由DBMS维护。

1，单个关系上的约束

not null
unique
check（<谓词>）
例：

CREATE TABLE instructor2
 	( ID char(5) primary key ,
 	  name varchar(20) not null,
 	  dept_name varchar(20), 
 	  salary numeric(8,2) not null,
 	  check (salary >= 0));

2，域约束

域约束是完整性约束的最基本形式，可用于检测插入到数据库中的数据的合法性

从现有数据类型可以创建新的域

create domain Dollars as numeric(12, 2) not null
create domain Pounds as numeric(12, 2); 

create table instructor
	( ID char(5) primary key,
 	  name varchar(20), 
 	  dept_name varchar(20), 
 	  salary Dollars, 
 	  comm Pounds);

check子句也可以应用到域上

例：check子句可以保证教师工资域中只允许出现大于给定值的值

create domain YearlySalary numeric(8, 2)
constraint salary_value_test check(value >= 29000.00);

YearlySalary 域有一个约束来保证年薪大于或等于29000.00美元

constraint salary_value_test 子句是可选的，它用来将该约束命名为salary_value_test。系统用这个名字来指出一个更新违反了哪个约束。

作为另一个例子

使用in子句可以限定一个域只包含指定的一组值

create domain degree_level varchar(10)
constraint degree_level_test
check (value in ('Bachelors', 'Masters', or 'Doctorate'));

3，参照完整性

参照完整性约束定义

令关系r1和r2的属性集分别为R1和R2，主码分别为K1和K2
如果要求对r2中任意元组t2 ，均存在r1中元组t1使得t1[K1] = t2[α] ，我们称R2的子集
为参照关系r1中K1的外码（foreign key）
参照完整性约束也称为子集依赖，可写作：

回顾：数据库 - 数据库系统原理中的外码（九，键）

数据库的修改

数据库的修改会导致参照完整性的破坏。这里列出对各种类型的数据库修改应做的测试，以保持如下的参照完整性约束：
在这里插入图片描述

插入：如果向r2中插入元组t2 ，则系统必须保证r1中存在元组t1使得t1[K] = t2[α]。即
删除：如果从r1中删除元组t1，则系统必须计算r2中参照t1的元组集合。即

如果集合非空，要么删除命令报错并撤销，要么参照t1的元组本身必须被删除（可能导致级联删除）
更新：必须考虑两种更新：对参照关系r2做更新，以及对被参照关系r1做更新
— 如果关系r2中元组t2被更新，并且更新修改外码α上的值，则进行类似插入情况的测试。令t2’表示元组t2的新值，则系统必须保证

— 如果关系r1中元组t1被更新，并且该更新修改主码K上的值，则进行类似删除情况的测试。系统必须用旧的t1值（更新前的值）计算

如果该集合非空，则更新失败，或者以类似删除的方式做级联更新

SQL中的参照完整性

主码、候选码和外码可在SQL的create table语句中指明

primary key子句包含一组构成主码的属性
unique子句包含一组构成候选码的属性
foreign key子句包含一组构成外码的属性以及被修改外码所参照的关系名

默认地，外码参照被参照关系中的主码

foreign key (dept_name) references department

可以使用如下的简写形式定义单个列为外码

dept_name varchar(20) references department

被参照关系中的属性可以被明确指定，但是必须被声明为主码或候选码

foreign key(dept_name) references department(dept_name)

名字可以不一样

foreign key(k_name) references department(d_name)

我们来举个几个例子（如果哪里看不懂一定要回头看之前的，懂了再继续往下）

关系名：classroom
主键：building, room_number

create table classroom
 	(building varchar (15),
	 room_number varchar (7),
	 capacity numeric (4,0),
	 primary key (building, room_number))

关系名：department
约束性：budget > 0
主键：dept_name

create table department
 	(dept_name varchar (20),
	 building varchar (15),
	 budget numeric (12,2) check (budget > 0),
	 primary key (dept_name))

关系名：course
约束性：credits > 0
主键：course_id
外码：dept_name（参照关系department）

create table course
 	(course_id varchar (8),
	 title varchar (50),
	 dept_name varchar (20),
	 credits numeric (2,0) check (credits > 0),
	 primary key (course_id ),
	 foreign key (dept_name) references department)

关系名：instructor
约束性：salary > 29000
主键：ID
外码：dept_name（参照关系department）

create table instructor
 	(ID varchar (5),
 	 name varchar (20), not null
 	 dept_name varchar (20),
   	 salary numeric (8,2), check (salary > 29000),
	 primary key (ID),
	 foreign key (dept_name) references department)

SQL中的级联动作

create table course( 
. . .
foreign key(dept_name) references department
 [ on delete cascade]
 [ on update cascade]
. . . );

由于有了与外码声明相关联的on delete cascade子句，如果删除department中的元组导致了此参照完整性约束被违反，则删除并不被系统拒绝，而是对course关系作“级联”删除，即删除了被删除系的元组。

“级联”更新也类似

如果存在涉及多个关系的外码依赖链，则在链一端所做的删除或更新可能传至整个链

但是，如果一个级联更新或删除导致的对约束的违反不能通过进一步的级联操作解决，则系统终止该事务

即，该事务所做的所有改变及级联动作将被撤销

参照完整性只在事务结束时检查

中间步骤可以破坏参照完整性, 只要后续步骤解消这种破坏即可
否则不可能建立某些数据库状态, 例如插入两条互相有外键引用的元组
– 例，关系marriedperson 的spouse 属性
marriedperson (name, address, spouse)

除级联操作之外的其他选择:

on delete set null
on delete set default

外键属性上的空值使SQL的参照完整性语义变得复杂，最好用not null来防止

若某外键属性为null，则该元组按定义是满足参照完整性约束的

五，断言（Assertion）

断言（assertion）是表达要求数据库永远满足的条件的谓词（复杂check条件）

SQL 中的断言形式如下：

create assertion <assertion-name> check <predicate>

创建了某断言之后, 系统将检查它的合法性, 并对每一个可能破坏该断言的数据库更新进行检测

这种检测会产生大量的开销，因此断言的使用应非常谨慎

由于SQL不提供“for all X, P(X) ”结构，我们可以通过迂回的方式表达：not exists X such that not P(X)
在这里插入图片描述

例1，对于student关系中的每个元组，它在属性tot_cred上的取值必须等于其所成功修完课程的学分总和

create assertion credits_earned_constraint check
 (not exists (select ID
		      from student
 			  where tot_cred <> (select sum(credits)
							     from takes natural join course
                                 where student.ID= takes.ID
 										and grade is not null and grade <> ’F’);

例2，每位教师不能在同一个学期的同一个时间段在两个不同的教室授课

create assertion ins_teaches_constraint check not exists
		 (select ID, name, section_id, semester, year, time_slot_id, count(distinct building, room_number)
		  from instructor natural join teaches natural join section
 		  group by (ID, name, section_id, semester, year, time_slot_id)
 		  having count(building, room_number) > 1)

natural join  表示自然连接

六，触发器（Trigger）

触发器（trigger）是由数据库更新操作引起的被系统自动执行的语句

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