数据库系统原理

2019-02-13

1 范式

范式的目标：

范式：是为了消除重复数据减少冗余数据，从而让数据库内的数据更好的组织，让磁盘空间得到更有效利用的一种标准化标准，满足高等级的范式的先决条件是满足低等级范式。(比如满足2nf一定满足1nf)

第一范式：第一范式又称为1NF（First Normal Form），是对关系模式的基本要求，不满足第一范式的数据库就不是关系数据库。第一范式就是每一个属性都不可再分。
第二范式：第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式必须先满足第一范式（1NF）。第二范式就是属性应完全依赖于其主键。
第三范式：满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。第三范式就是任一非主键属性不应依赖于其它任何非主键属性。
BC范式：BC范式是在第三范式的基础上的一种特殊情况，BC范式就是任一属性不应依赖于其它非主键属性，既每个表中只有一个候选键（在一个数据库中每行的值都不相同，则可称为候选键）。
第四范式：满足第四范式（4NF）必须先满足BC范式（BCNF），第四范式（4NF）是消除表中的多值依赖，也就是说可以减少维护数据一致性的工作。

参见:

事务指的是满足 ACID 特性的一组操作，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。

原子性（Atomicity）
- 事务被视为不可分割的最小单元，事务的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。
- 回滚可以用日志来实现，日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时反向执行这些修改操作即可。
一致性（Consistency）
- 数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。
隔离性（Isolation）
- 一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。
持久性（Durability）
- 一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。
- 可以通过数据库备份和恢复来实现，在系统发生崩溃时，使用备份的数据库进行数据恢复。

MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说，如果不显式使用START TRANSACTION语句来开始一个事务，那么每个查询都会被当做一个事务自动提交。

一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可以并发方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。

丢失修改：T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。
读脏数据：T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。
不可重复读：T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。
幻影读：T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。幻影读和不可重复读是两个容易混淆的概念，前者是指读到了其它已经提交事务的新增数据，而后者是指读到了已经提交事务的更改数据（更改或删除）。

隔离级别	脏读	不可重复读	幻影读
未提交读	√	√	√
提交读	×	√	√
可重复读	×	×	√
可串行化	×	×	×