Draft: 關聯式資料庫需要知道的幾件事

1. 關聯式資料庫特性

a. ACID

主要適用於描述 對於 Transaction 的操作，需具備的特性 Atomicity(A), Consistency(C), Isolation(I), Duration(D)。

RDBMS 中的 Transaction 是一系列的讀寫(Read/Write)操作直到 Commit 成功，而這一組操作會被當成一條 SQL 進行執行的。這一段我們稱為 Transaction 而單一個 Select, Insert, Update, Delete 是不被稱為 Transaction [1]。

Integrity Constraints 指的是預先設定的 DB Constraints。ex: Foriegn Key, Primary Key....

• A: 針對 Transaction 只許成功，否則要回復上一動。也就是說 Transaction 包含一系列操作，如果中途失敗的時候，不會有做到一半失敗而造成資料不一致的問題，失敗就會回去未施作的狀態。

• C: 當 Transaction 執行中的 Before, After 。DB 的 Integrity Constraints 不應該被改變。

• I: Transaction 之間保證不會相互影響

• D: 只要 Transaction Committed 資料就是永久改變，而不會有因為 DB Crash 而無效

b. CAP Theory[3]

CAP 理論是分布式系統設計中的思考框架，主要講系統對 data model, operating 處理上的三個特性： Data model -> Consistency; Operating -> Availability, Partition-Tolerance 而經過證明三個特型是無法同時兼容的，只能同時兼容 2 者。

• Consistency: 指的是data model 可以保證其一制性，且就像 multi-thread 共用記憶體一樣，每一次都只有一個 thread 可以影響。

• Availability: 指的是當node 在運行的時候，每一個query 都一定會收到response

• Partition-Tolerance: 允許 node 之間可以接受掉資料，且不影響運行

而從上述的三個特性，實際上不能玩全兼容，舉個例子[4]，在一個 async 的網路中，同時具備 CAP 三的特性的系統正在運行，當有兩個 request 發生的同時，對兩個不同的 node 進行 read/write ，因為P的特性，可接受掉資訊，因此同時就違反 C 的原則，無法達到 data model 的 consistence 的特性。

因此可歸納出可行的特性如下：

• AP: 不管是在 single-node 或者是 cluster，只有要 node 可用就能持續運作

• CA: 在沒有任何的例外下，都是可用並保證資料的一致性。

• CP: 在 node 之前不穩定的時候不接受 request。

b. Scaibility

2. Entity Relation Diagram

3. RDBMS Index Category

4. RDBMS Lock

5. Performace Tunning

Reference

[1] https://www.geeksforgeeks.org/sql-transactions/ [2] https://www.geeksforgeeks.org/acid-properties-in-dbms/ [3] Davoudian, Ali, Liu Chen, and Mengchi Liu. "A survey on NoSQL stores." ACM Computing Surveys (CSUR) 51.2 (2018): 1-43. [4] Rao, Vikram, and Steven Guan. "Brewer’s conjecture and the feasibility of consistent, available, partition-tolerant web services."