diff --git a/notes/数据库系统原理.md b/notes/数据库系统原理.md index 2373c605..96e103a4 100644 --- a/notes/数据库系统原理.md +++ b/notes/数据库系统原理.md @@ -17,35 +17,42 @@ * [封锁类型](#封锁类型) * [封锁粒度](#封锁粒度) * [封锁协议](#封锁协议) - * [三级封锁协议](#三级封锁协议) - * [两段锁协议](#两段锁协议) + * [1. 三级封锁协议](#1-三级封锁协议) + * [一级封锁协议](#一级封锁协议) + * [二级封锁协议](#二级封锁协议) + * [三级封锁协议](#三级封锁协议) + * [2. 两段锁协议](#2-两段锁协议) * [乐观锁和悲观锁](#乐观锁和悲观锁) - * [悲观锁](#悲观锁) - * [乐观锁](#乐观锁) - * [MySQL 隐式和显示锁定](#mysql-隐式和显示锁定) + * [1. 悲观锁](#1-悲观锁) + * [2. 乐观锁](#2-乐观锁) + * [3. MySQL 隐式和显示锁定](#3-mysql-隐式和显示锁定) * [范式](#范式) * [第一范式 (1NF)](#第一范式-1nf) * [第二范式 (2NF)](#第二范式-2nf) + * [分解前](#分解前) + * [分解后](#分解后) * [第三范式 (3NF)](#第三范式-3nf) * [BC 范式(BCNF)](#bc-范式bcnf) * [约束](#约束) - * [键码](#键码) - * [单值约束](#单值约束) - * [引用完整性约束](#引用完整性约束) - * [域约束](#域约束) - * [一般约束](#一般约束) + * [1. 键码](#1-键码) + * [2. 单值约束](#2-单值约束) + * [3. 引用完整性约束](#3-引用完整性约束) + * [4. 域约束](#4-域约束) + * [5. 一般约束](#5-一般约束) * [数据库的三层模式和两层映像](#数据库的三层模式和两层映像) - * [外模式](#外模式) - * [模式](#模式) - * [内模式](#内模式) - * [外模式/模式映像](#外模式模式映像) - * [模式/内模式映像](#模式内模式映像) + * [1. 外模式](#1-外模式) + * [2. 模式](#2-模式) + * [3. 内模式](#3-内模式) + * [4. 外模式/模式映像](#4-外模式模式映像) + * [5. 模式/内模式映像](#5-模式内模式映像) * [ER 图](#er-图) - * [实体的三种联系](#实体的三种联系) - * [表示出现多次的关系](#表示出现多次的关系) - * [联系的多向性](#联系的多向性) - * [表示子类](#表示子类) + * [1. 实体的三种联系](#1-实体的三种联系) + * [2. 表示出现多次的关系](#2-表示出现多次的关系) + * [3. 联系的多向性](#3-联系的多向性) + * [4. 表示子类](#4-表示子类) * [一些概念](#一些概念) + * [数据模型](#数据模型) + * [数据库系统](#数据库系统) * [参考资料](#参考资料) @@ -126,29 +133,29 @@ MySQL 中主要提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 # 封锁协议 -## 三级封锁协议 +## 1. 三级封锁协议

-**一级封锁协议** +### 一级封锁协议 事务 T 要修改数据 A 时必须加 X 锁,直到事务结束才释放锁。 可以解决丢失修改问题; -**二级封锁协议** +### 二级封锁协议 在一级的基础上,要求读取数据 A 时必须加 S 锁,读取完马上释放 S 锁。 可以解决读脏数据问题,因为如果一个事务在对数据 A 进行修改,根据 1 级封锁协议,会加 X 锁,那么就不能再加 S 锁了,也就是不会读入数据。 -**三级封锁协议** +### 三级封锁协议 在二级的基础上,要求读取数据 A 时必须加 S 锁,直到事务结束了才能释放 S 锁。 可以解决不可重复读的问题,因为读 A 时,其它事务不能对 A 加 X 锁,从而避免了在读的期间数据发生改变。 -## 两段锁协议 +## 2. 两段锁协议 加锁和解锁分为两个阶段进行。两段锁是并行事务可串行化的充分条件,但不是必要条件。 @@ -158,13 +165,13 @@ lock-x(A)...lock-s(B)...lock-s(c)...unlock(A)...unlock(C)...unlock(B) # 乐观锁和悲观锁 -## 悲观锁 +## 1. 悲观锁 假定会发生并发冲突,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。 Java synchronized 就属于悲观锁的一种实现,每次线程要修改数据时都先获得锁,保证同一时刻只有一个线程能操作数据,其他线程则会被阻塞。 -## 乐观锁 +## 2. 乐观锁 假设不会发生并发冲突,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。 @@ -172,7 +179,7 @@ Java JUC 中的 Atomic 包就是乐观锁的一种实现,AtomicInteger 通过 乐观锁有两种实现方式,数据版本和时间戳。它们都需要在数据库表中增加一个字段,使用这个字段来判断数据是否过期。例如,数据版本实现方式中,需要在数据库表中增加一个数字类型的 version 字段,当读取数据时,将 version 字段的值一同读出。随后数据每更新一次,对此 version 值加 1。当提交更新的时候,判断读出的 version 和数据库表中的 version 是否一致,如果一致,则予以更新;否则认为是过期数据。 -## MySQL 隐式和显示锁定 +## 3. MySQL 隐式和显示锁定 MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中,随时都可以执行锁定,锁只有在执行 COMMIT 或者 ROLLBACK 的时候才会释放,并且所有的锁是在同一时刻被释放。前面描述的锁定都是隐式锁定,InnoDB 会根据事务隔离级别在需要的时候自动加锁。 @@ -214,13 +221,13 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中,随时 可以通过分解来满足。 -**分解前** +### 分解前


-**分解后** +### 分解后

@@ -264,25 +271,25 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中,随时 # 约束 -## 键码 +## 1. 键码 用于唯一表示一个实体。 键码可以由多个属性构成,每个构成键码的属性称为码。 -## 单值约束 +## 2. 单值约束 某个属性的值是唯一的。 -## 引用完整性约束 +## 3. 引用完整性约束 一个实体的属性引用的值在另一个实体的某个属性中存在。 -## 域约束 +## 4. 域约束 某个属性的值在特定范围之内。 -## 一般约束 +## 5. 一般约束 一般性约束,比如大小约束,数量约束。 @@ -292,25 +299,25 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中,随时 - 模式:全局逻辑结构 - 内模式:物理结构 -## 外模式 +## 1. 外模式 又称用户模式,是用户和数据库系统的接口,特定的用户只能访问数据库系统提供给他的外模式中的数据。例如不同的用户创建了不同数据库,那么一个用户只能访问他有权限访问的数据库。 一个数据库可以有多个外模式,一个用户只能有一个外模式,但是一个外模式可以给多个用户使用。 -## 模式 +## 2. 模式 可以分为概念模式和逻辑模式,概念模式可以用概念-关系来描述;逻辑模式使用特定的数据模式(比如关系模型)来描述数据的逻辑结构,这种逻辑结构包括数据的组成、数据项的名称、类型、取值范围。不仅如此,逻辑模式还要描述数据之间的关系,数据的完整性与安全性要求。 -## 内模式 +## 3. 内模式 又称为存储模式,描述记录的存储方式,例如索引的组织方式、数据是否压缩以及是否加密等等。 -## 外模式/模式映像 +## 4. 外模式/模式映像 把外模式的局部逻辑结构和模式的全局逻辑结构联系起来。该映像可以保证数据和应用程序的逻辑独立性。 -## 模式/内模式映像 +## 5. 模式/内模式映像 把模式的全局逻辑结构和内模式的物理结构联系起来,该映像可以保证数据和应用程序的物理独立性。 @@ -318,7 +325,7 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中,随时 Entity-Relationship,有三个组成部分:实体、属性、联系。 -## 实体的三种联系 +## 1. 实体的三种联系 联系包含 1 对 1,1 对多,多对多三种。 @@ -326,13 +333,13 @@ Entity-Relationship,有三个组成部分:实体、属性、联系。

-## 表示出现多次的关系 +## 2. 表示出现多次的关系 一个实体在联系出现几次,就要用几条线连接。下图表示一个课程的先修关系,先修关系出现两个 Course 实体,第一个是先修课程,后一个是后修课程,因此需要用两条线来表示这种关系。

-## 联系的多向性 +## 3. 联系的多向性 虽然老师可以开设多门课,并且可以教授多名学生,但是对于特定的学生和课程,只有一个老师教授,这就构成了一个三元联系。 @@ -342,7 +349,7 @@ Entity-Relationship,有三个组成部分:实体、属性、联系。

-## 表示子类 +## 4. 表示子类 用 IS-A 联系来表示子类,具体做法是用一个三角形和两条线来连接类和子类。与子类有关的属性和联系都连到子类上,而与父类和子类都有关的连到父类上。 @@ -350,11 +357,11 @@ Entity-Relationship,有三个组成部分:实体、属性、联系。 # 一些概念 -**数据模型** +### 数据模型 由数据结构、数据操作和完整性三个要素组成。 -**数据库系统** +### 数据库系统 数据库系统包含所有与数据库相关的内容,包括数据库、数据库管理系统、应用程序以及数据库管理员和用户,还包括相关的硬件和软件。