数据库理论知识

1、范式
     第一范式（1NF）：
          字段都是单一属性，不可再分的。
          无重复的列。
          只要是关系数据库，就一定满足第一范式。

 

     第二范式（2NF）：
          非主键列要完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
          所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。

 

     第三范式（3NF）：
          非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。
          属性不依赖于其它非主属性。

 

2、数据库的四个特性
      安全性：要保证数据库中数据的安全，防止未授权用户随意修改数据库中的数据，确保数据的安全。

      完整性：数据库的一个重要特征，也是保证数据库中的数据切实有效、防止错误、实现商业规则的一种重要机制。

      并发性：用来解决多个用户对同一数据进行操作时的问题。通过使用事务和锁机制，解决了数据库的并发性问题。

      监测性：

 

3、数据库事务的四个特征
      原子性（Atomicity）：事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包含的各操作要么都做，要么都不做。
     

      一致性（Consistency）：事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
     

      隔离性（Isolation）：一个事务内部的操作及使用的数据对其它并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

      持续性（Durability）：也称永久性，指一个事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变就应该是永久性的。接下来的其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。 

 

4、事务的隔离级别
     未授权读取（Read Uncommitted）：也称未提交读。允许脏读取但不允许更新丢失，如果一个事务已经开始写数据则另外一个数据则不允许同时进行写操作但允许其他事务读此行数据。该隔离级别可以通过“排他写锁”实现。事务隔离的最低级别，仅可保证不读取物理损坏的数据。与READ COMMITTED 隔离级相反，它允许读取已经被其它用户修改但尚未提交确定的数据。
 
     授权读取（Read Committed）：也称提交读。允许不可重复读取但不允许脏读取。这可以通过“瞬间共享读锁”和“排他写锁”实现，读取数据的事务允许其他事务继续访问该行数据，但是未提交写事务将会禁止其他事务访问该行。SQL Server 默认的级别。在此隔离级下，SELECT 命令不会返回尚未提交（Committed） 的数据，也不能返回脏数据。

 

     可重复读取（Repeatable Read）：禁止不可重复读取和脏读取。但是有时可能出现幻影数据，这可以通过“共享读锁”和“排他写锁”实现，读取数据事务将会禁止写事务（但允许读事务），写事务则禁止任何其他事务。在此隔离级下，用SELECT 命令读取的数据在整个命令执行过程中不会被更改。此选项会影响系统的效能，非必要情况最好不用此隔离级。

      串行（Serializable）：也称可串行读。提供严格的事务隔离，它要求事务序列化执行，事务只能一个接着一个地执行，但不能并发执行。如果仅仅通过“行级锁”是无法实现事务序列化的，必须通过其他机制保证新插入的数据不会被刚执行查询操作事务访问到。事务隔离的最高级别，事务之间完全隔离。如果事务在可串行读隔离级别上运行，则可以保证任何并发重叠事务均是串行的。
 

5、隔离级别的效果
      更新丢失（lost update）：当系统允许两个事务同时更新同一数据是，发生更新丢失。

      脏读（dirty read）：当一个事务读取另一个事务尚未提交的修改时，产生脏读。

      不可重复读取（nonrepeatableread）：同一查询在同一事务中多次进行，由于其他提交事务所做的修改或删除，每次返回不同的结果集，此时发生不可重复读取。

      两次更新问题（Second lost updates problem）：无法重复读取特例，有两个并发事务同时读取同一行数据然后其中一个对它进行修改提交而另一个也进行了修改提交这就会造成第一次写操作失效

      幻像（phantom read）：同一查询在同一事务中多次进行，由于其他提交事务所做的插入操作，每次返回不同的结果集，此时发生幻像读。

 

6、数据库锁
      排它锁（Exclusive Locks，即X锁）：当数据对象被加上排它锁时，其他的事务不能对它读取和修改。

      共享锁（Share Locks，即S锁）：加了共享锁的数据对象可以被其他事务读取，但不能修改。  

 

 

 

 

乐观锁（Optimistic Lock）：乐观锁假定在处理数据时，不需要在应用程序的代码中做任何事情就可以直接在记录上加锁、即完全依靠数据库来管理锁的工作。

悲观锁（Pessimistic Lock）：悲观锁对数据库系统的自动管理不感冒，需要程序员直接管理数据或对象上的加锁处理，并负责获取、共享和放弃正在使用的数据上的任何锁。