chapter11_约束、视图与事务

本文深入探讨了SQL中的检查约束CHECK的使用,包括限定数据取值范围、替代方案及视图的创建与使用。此外,还详细介绍了事务的概念,包括其ACID特性,并通过实例展示了如何在MySQL中使用START TRANSACTION、COMMIT和ROLLBACK进行事务处理。
  • 检查约束 CHECK

    (1) 限定填充进某一列数据的取值范围

    (2) 示例

      CREATE TABLE piggy_bank (
          id INT(4) AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
          coin CHAR(1) CHECK(coin IN ('P','N','D','Q'))
      );
    

      ALTER TABLE piggy_bank
      ADD CONSTRAINT CHECK coin IN ('P','N','D','Q');
    

    (3) Mysql中检查约束无效, 可以改用触发trigger机制实现

    (4) AND, OR, IN, NOT, BETWEEN等都可以用于CHECK条件

  • 视图

    (1) 是一个虚拟表,它由真实的表抽出部分行、部分列得来。

    (2) 示例

    创建视图

      CREATE VIEW web_designers 
      AS
      SELECT mc.first_name, mc.last_name, mc.phone, mc.email FROM my_contacts AS mc NATURAL JOIN job_desired AS jd WHERE jd.title = 'Web Designer'; 
    

    使用视图

      SELECT * FROM web_designers;
    

    (3) 使用视图,表面的操作类似于操作一个表table,实际的方式类似于子查询

      SELECT * FROM web_designers (SELECT mc.first_name, mc.last_name, mc.phone, mc.email FROM my_contacts AS mc NATURAL JOIN job_desired AS jd WHERE jd.title = 'Web Designer') AS web_designers;
    

    由于FROM子句需要表,所以要取一个别名AS web_designers

    (4) 同样可以对视图做增删改查,结果会影响到原有表的数据

  • 使用视图的优点

    (1) 简化查询

    (2) 改变数据库结构以后,不会影响依赖表的应用程序

    (3) 隐藏信息

  • CHECK OPTION

    (1) 示例

      CREATE VIEW pb_dimes AS
      SELECT * FROM piggy_bank WHERE coin = 'b' WITH CHECK OPTION;
    

    可以作为替代Mysql的CHECK CONSTRAINT无效的替代方案,当使用UPDATE, INSERT或DELETE时,都会根据视图中的WHERE子句来判断这些查询是否可以执行(例如想插入一条coin = 'c’的记录会失败)

    注:WITH CHECK OPTION 表示只能更新当前视图可以看到的记录:如果要INSERT,必须插入后这条记录能被当前视图看到,否则不执行;如果要UPDATE,必须更新后这条记录能被当前视图看到,否则不执行;如果要DELETE,也只能删除该视图中能看到的记录

  • 事务

    (1) 完成某项工作的一组SQL语句。在事务过程中,如果所有步骤无法不受干扰的完成,则不应该完成任何单一步骤

    (2) 用途:例如银行ATM突然断电

  • 构成事务的四个原则 ACID

    (1) ATOMICITY原子性

    事务里的所有步骤,要么全部完成,要么一个都不完成

    (2) CONSISTENCY一致性

    事务必须始终保持系统处于一致的状态,不管在任何给定的时间并发事务有多少。如果事务是并发多个,系统也必须如同串行事务一样操作。

    例如两个人同时给同一个账户转账100元,那么两个事务执行过后,那个账户应该增加的是200元

    (3) ISOLATION隔离性

    每次事务都会看到具有一致性的数据库,无论其他事务有什么行动。

    例如两个人几乎同时都从一个账户取款100元,之前本来有1000元。第一个人看到剩余1000元要取钱的时候,第二个人此时不应该看到剩余1000元,应该看到“交易正在处理中”

    (4) DURABILITY持久性

    事务完成后,数据库需要正确的存储数据并保护数据免受断电或其他威胁的伤害

  • SQL的事务处理

    (1) START TRANSACTION

    表示一个事务开始,持续追踪后续所有SQL语句,直到输入COMMIT或ROLLBACK事务结束

    (2) COMMIT

    表示一个事务结束,对结果进行提交

    (3) ROLLBACK

    表示一个事务结束,且不想改变结果,回退到START TRANSACTION之前的版本

    (4) 示例

    示例1

      START TRANSACTION;
      SELECT * FROM piggy_bank;
      UPDATE piggy_bank SET coin = 'Q' WHERE coin = 'P';
      SELECT * FROM piggy_bank;
      ROLLBACK;
      SELECT * FROM piggy_bank;    //没有更改数据
    

    示例2

      START TRANSACTION;
      SELECT * FROM piggy_bank;
      UPDATE piggy_bank SET coin = 'Q' WHERE coin = 'P';
      SELECT * FROM piggy_bank;
      COMMIT;
      SELECT * FROM piggy_bank;    //更改了数据
    
  • 对于MYSQL来说,存储引擎必须是__InnoDB或BDB__这两种支持事务的引擎

  • 可以利用事务的方式进行数据测试,这样就起到了类似于git版本回退的效果

-- 1. 首先创建数据库 DROP DATABASE IF EXISTS course_system; CREATE DATABASE course_system CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci; USE course_system; -- 2. 创建用户表 CREATE TABLE users ( user_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL, PASSWORD VARCHAR(255) NOT NULL, real_name VARCHAR(50) NOT NULL, ROLE ENUM('student','teacher','admin') NOT NULL, email VARCHAR(100), create_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ); -- 3. 创建课程表 CREATE TABLE courses ( course_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, course_name VARCHAR(100) NOT NULL, DESCRIPTION TEXT, teacher_id INT NOT NULL, category VARCHAR(50), STATUS ENUM('draft','published') DEFAULT 'draft', FOREIGN KEY (teacher_id) REFERENCES users(user_id) ); -- 4. 创建章节作业表(包含video_duration字段) CREATE TABLE chapters ( chapter_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, course_id INT NOT NULL, chapter_title VARCHAR(100) NOT NULL, TYPE ENUM('video','text','assignment') DEFAULT 'video', content TEXT, assignment_desc TEXT, assignment_deadline DATETIME, max_score INT DEFAULT 100, sort_order INT DEFAULT 0, video_duration INT DEFAULT 0, FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id), CHECK (max_score > 0) ); -- 5. 创建学习提交记录表 CREATE TABLE study_records ( record_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, user_id INT NOT NULL, chapter_id INT NOT NULL, study_time INT DEFAULT 0, is_completed BOOLEAN DEFAULT FALSE, submit_content TEXT, submit_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, score DECIMAL(5,2), COMMENT TEXT, grade_time DATETIME, FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id), FOREIGN KEY (chapter_id) REFERENCES chapters(chapter_id), UNIQUE (user_id, chapter_id) ); -- 6. 创建存储过程 DELIMITER // -- 学生选课并初始化学习记录 CREATE PROCEDURE EnrollStudent(IN p_user_id INT, IN p_course_id INT) BEGIN DECLARE v_chapter_id INT; DECLARE done INT DEFAULT FALSE; DECLARE cur CURSOR FOR SELECT chapter_id FROM chapters WHERE course_id = p_course_id; DECLARE CONTINUE HANDLER FOR NOT FOUND SET done = TRUE; OPEN cur; read_loop: LOOP FETCH cur INTO v_chapter_id; IF done THEN LEAVE read_loop; END IF; -- 使用REPLACE而不是INSERT IGNORE,确保记录存在 REPLACE INTO study_records (user_id, chapter_id, study_time, is_completed) VALUES (p_user_id, v_chapter_id, 0, FALSE); END LOOP; CLOSE cur; -- 返回插入的记录数 SELECT ROW_COUNT() AS records_affected; END // -- 提交作业 CREATE PROCEDURE SubmitAssignment( IN p_user_id INT, IN p_chapter_id INT, IN p_content TEXT ) BEGIN UPDATE study_records SET submit_content = p_content, submit_time = NOW() WHERE user_id = p_user_id AND chapter_id = p_chapter_id; SELECT ROW_COUNT() AS records_updated; END // -- 批改作业 CREATE PROCEDURE GradeAssignment( IN p_user_id INT, IN p_chapter_id INT, IN p_score DECIMAL(5,2), IN p_comment VARCHAR(255) ) BEGIN UPDATE study_records SET score = p_score, COMMENT = p_comment, grade_time = NOW() WHERE user_id = p_user_id AND chapter_id = p_chapter_id; SELECT ROW_COUNT() AS records_updated; END // DELIMITER ; -- 7. 创建触发器 DELIMITER // -- 更新学习记录时自动判断是否完成(视频学习) CREATE TRIGGER tr_check_completion BEFORE UPDATE ON study_records FOR EACH ROW BEGIN DECLARE v_duration INT DEFAULT 0; DECLARE v_type ENUM('video','text','assignment'); SELECT video_duration, TYPE INTO v_duration, v_type FROM chapters WHERE chapter_id = NEW.chapter_id; IF v_type = 'video' AND v_duration > 0 AND NEW.study_time >= v_duration THEN SET NEW.is_completed = TRUE; END IF; END // DELIMITER ; -- 8. 创建视图 -- 学生学习进度视图 CREATE VIEW student_progress AS SELECT u.real_name AS 学生姓名, c.course_name AS 课程名称, COUNT(sr.record_id) AS 已学章节数, SUM(sr.study_time) AS 总学习时长, AVG(sr.is_completed) AS 完成率 FROM users u JOIN study_records sr ON u.user_id = sr.user_id JOIN chapters ch ON sr.chapter_id = ch.chapter_id JOIN courses c ON ch.course_id = c.course_id WHERE u.role = 'student' GROUP BY u.user_id, c.course_id; -- 作业提交情况视图 CREATE VIEW assignment_submission_status AS SELECT ch.chapter_title AS 作业名称, COUNT(sr.record_id) AS 提交人数, AVG(sr.score) AS 平均分 FROM chapters ch LEFT JOIN study_records sr ON ch.chapter_id = sr.chapter_id WHERE ch.type = 'assignment' GROUP BY ch.chapter_id; -- 9. 插入测试数据 -- 插入用户 INSERT INTO users (username, PASSWORD, real_name, ROLE, email) VALUES ('stu1', '123456', '学生一', 'student', 'stu1@edu.com'), ('tea1', '123456', '教师一', 'teacher', 'tea1@edu.com'); -- 插入课程 INSERT INTO courses (course_name, DESCRIPTION, teacher_id, category, STATUS) VALUES ('Python入门', 'Python基础语法', 2, '编程', 'published'); -- 插入章节(包含video_duration) INSERT INTO chapters (course_id, chapter_title, TYPE, content, sort_order, video_duration) VALUES (1, '第一章:Hello World', 'video', 'https://example.com/py1.mp4', 1, 300), (1, '第二章:变量数据类型', 'text', 'Python中的变量...', 2, 0), (1, '第一次作业', 'assignment', '完成3道基础编程题', 100, 3); -- 10. 测试存储过程和触发器 -- 测试选课(先检查存储过程是否正常工作) CALL EnrollStudent(1, 1); -- 验证学习记录是否创建成功 SELECT '验证学习记录创建' AS test_step; SELECT * FROM study_records WHERE user_id = 1; -- 测试作业提交 CALL SubmitAssignment(1, 3, 'test answer'); -- 测试批改作业 CALL GradeAssignment(1, 3, 95, '很好!'); -- 更新学习时长,触发自动完成判断 UPDATE study_records SET study_time = 600 WHERE user_id = 1 AND chapter_id = 1; -- 11. 验证结果 -- 查询学习记录,is_completed应为TRUE(因为600 > 300) SELECT '验证触发器效果' AS test_step; SELECT study_time, is_completed FROM study_records WHERE user_id = 1 AND chapter_id = 1; -- 12. 查看视图数据 SELECT '查看学生进度视图' AS test_step; SELECT * FROM student_progress; SELECT '查看作业提交情况视图' AS test_step; SELECT * FROM assignment_submission_status; 检查这段代码
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