【梳理】数据库系统概论 第5章 数据库完整性 5.1 实体完整性 5.2 参照完整性 5.3 用户定义的完整性 5.4 完整性约束命名子句 5.6 断言 5.7 触发器

教材：王珊 萨师煊 编著 数据库系统概论（第5版） 高等教育出版社
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第5章 数据库完整性

数据库的完整性（integrity）是指数据的正确性（correctness）和相容性（compatibility）。正确性指数据符合现实语义、反映实际状况的；相容性指数据库的同一对象在不同关系表中的数据符合逻辑。例如：某网站要求每个用户的注册邮箱必须唯一；“是否参加过ICPC / CCPC / CTF”只能取是或否；被“过柱子”的样品必须是实验室中存在的样品；获取某软件的学生授权的用户必须是在读大学生等等。
数据库的完整性和安全性是部分重叠的概念。保证数据的完整性，是指防止数据库中存在不符合语义（不正确）的数据；保证数据的安全性，是指保护数据库不被破坏和非法存取。
为维护数据库的完整性，DBMS至少要实现如下功能：
1、提供定义完整性约束条件的机制。
SQL的数据定义语言可以定义实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，它们将作为数据库模式的一部分存入数据字典。
2、提供完整性检查的方法。
一般在执行增删改的语句后检查，也可以在事务提交（将对数据库的修改正式回写到硬盘的物理数据库中）时检查。
3、违约处理。
DBMS发现违背完整性约束条件的操作时，需要采取一定动作，如拒绝执行或级联执行，保证数据完整性。
目前商用的关系数据库产品都支持完整性控制，DBMS直接负责而不必由应用程序完成，减轻应用程序编写者的负担。更重要的是，关系数据库管理系统（RDBMS）使完整性控制成为了核心功能，从而能为所有用户和应用提供一致的完整性。如果由应用程序的编写者各自实现完整性控制，很可能存在各种漏洞，且有的程序定义的完整性约束可能被其它程序破坏，数据的正确性仍然无法保证。

5.1 实体完整性

1、回忆：2.3 关系的完整性 实体完整性规则 若属性（一个或一组）A是基本关系R的主属性，则A不能为空（null）。空值就是不知道、不存在或无意义（未定义）的值。
关系模型的实体完整性在创建表时用PRIMARY KEY定义，可以定义为列级约束也可以定义为表级约束。如果只对单个属性定义，则既可以定义为列级约束又可以定义为表级约束；如果对多个属性一同定义，只能定义为表级约束。列级约束直接附在该列的数据类型之后，表级约束则写在全部属性之后。

2、一个表定义主码后，当对该表插入或更新时，RDBMS将自动检查实体完整性。包括：
（1）如果主码不唯一，拒绝插入或修改。
（2）如果主码的各个属性不全非空，拒绝插入或修改。
全表扫描是暴力判定主码是否唯一的一种方法。但当表较大时，全表扫描是十分耗时的。RDBMS一般都会为主码建立索引，大大提高效率。

5.2 参照完整性

1、参照完整性在创建表时定义，其中FOREIGN KEY定义外码，REFERENCES指明参照的主码。对参照表和被参照表增删改时有可能破坏参照完整性，在这些操作前 / 后会有相应的动作。
当对参照表插入、修改会影响参照完整性时，一般拒绝操作；当对被参照表删除、修改会影响参照完整性，一般可以选择拒绝操作（NO ACTION）或级联（CASCADE）删改或置空。默认策略是拒绝。
根据实际要求，有时应该令外码不允许为空。

5.3 用户定义的完整性

1、定义表的属性的同时，可以根据应用要求额外赋予约束条件，包括：该列非空（NOT NULL）、列值唯一（UNIQUE）、检查是否满足表达式（CHECK后接表达式）。
插入元组或修改属性的时候，当元组上的约束条件不满足时，拒绝执行操作。

5.4 完整性约束命名子句

1、CONSTRAINT子句可以在声明完整性约束条件的同时对该条件命名。CONSTRAINT前可以添加ADD、ALTER、DROP来进行条件的添加、修改、删除。

5.6 断言

1、断言是数据库总是要满足的条件。列级约束和表级约束是特殊的断言。需要定义更具一般性的约束，例如涉及多个表或聚集操作的约束时，用CREATE ASSERTION语句来声明断言。断言提到的任何关系在被修改时，RDBMS都会判定是否违反该断言。若是，则拒绝操作。由于对断言涉及的关系在每次更新时都会触发对断言的检查，因此断言较多或较复杂时会明显增加系统的负担。

5.7 触发器

1、触发器（trigger）是一种表级的、由特定事件引发的执行过程。对表的增删改均可以设置相应的触发器，在这些操作之前或之后执行触发器定义的动作。触发器在SQL 99后被写入SQL标准，但很多RDBMS早已支持触发器多年，因此不同的RDBMS实现触发器的语法各不相同且互不兼容。触发器又称“事件-条件-动作规则”。

2、只有表的创建者才可以在表上建立触发器，且一个表上最多建立的触发器数量有限制，由RDBMS在设计时确定。

3、同一模式下，触发器名称唯一，而且和作用的表（目标表）要放在同一个模式下。

4、触发器只能定义在表上，不能定义在视图上。

5、触发事件可以是INSERT、UPDATE、DELETE，也可以设置成这几个事件的组合或对事件的具体要求，如更新特定列时才动作触发器。

6、触发器可以分为行级触发器和语句级触发器。对语句级触发器，当触发时，触发动作体执行一次；对行级触发器，当触发时，触发器能影响到几行，就执行几次，即对每一影响的行都触发一次。

7、触发器可以设置触发条件。指定的事件发生激活触发器后，还需要满足触发条件才可以执行，否则触发动作体不执行。如果省略WHEN触发条件，那么触发器激活后立即执行。

8、OLD和NEW可以分别引用UPDATE或INSERT事件前后的值。语句级触发器不能在触发动作体中使用NEW或OLD引用。

9、如果触发动作体中的语句执行失败，那么激活触发器的事件（增删改）也会被终止。触发器的目标表及触发器可能影响的对象将不发生任何变化。

10、同一个表的触发器的执行顺序是：先执行BEFORE触发器，再执行AFTER触发器。如果有多个同为BEFORE或AFTER的触发器，则先创建的先被执行。也有的RDBMS按触发器的名称的字典序执行触发器。

11、DROP命令也可以删除触发器，但只能由权限用户删除。

12、触发器的功能很强大，但是使用要慎重，不要过多。因为每次访问一个表的时候都有可能出发相应的一个或多个触发器，影响系统的性能。