SQL 光速入門 + RDBMS Isolation levels & locks

Who am I

  • @fateyan / @fateyan_tw / 肥燕
  • 無業遊民
  • 東華資工休學
  • 在台北找工作中
    • cakeresume.com/bo-syuan-fu
    • 賞我飯吃 QQ
  • 開源社群志工
  • ex-區塊鏈打工仔

我是誰、我從哪裡來、我該往何處去

Adulthood hit me hard

Before we start

  • 入門的部分
    • 與其給魚不如給釣竿和告訴你釣魚點
    • 淺嚐即止
    • 定位 RDBMS
    • 一句直白的解釋給 不是 dev 的朋友們
  • Isolation levels & locking
    • 就分享最近讀的東西 XD
    • 知道處理 Concurrency 要讀什麼文件
  • 每個段落都會留一些時間給大家問問題

What's RDBMS

Relational Database Management System

For manage your data

  • Why to choose RDBMS over Files
  • Who uses it/When to use it
  • How to use it
  • 暫時可以先想像它像 Excel

Why to choose RDBMS over files

  • Identity and Access management
  • Access over Network
  • Performance
  • Maintainability

It provides more management power over files

Who uses it,
When to use it

How to use it

  • 選一個資料庫 & 安裝它 & 設定它
  • 創建資料表（你需要先學會如何設計表以及 SQL 語法）
  • 使用 SQL 語法對它做任何你想做的事情
  • 等等會有 demo

So far, any questions?

SQL: A Quick Start

But never ends

Topics I didn't mentioned

  • http://web.csie.ndhu.edu.tw/showyang/DB2019s/index.html
  • Fundamental 綱要整理得很好，推薦拿來自學（？）
  • 如果你是資工系學生，除非你手上有需求，不然我比較推薦把資結演算法和作業系統讀好再來看
    • 像是 Indexing 的部分
  • 當然你不用了解所有事情也能把 DBMS 用得很好
  • 解決 real world problems 讀手冊應該還是比較快 xD

關於 Relational Algebra

Computer Science make Logic Great Again

CRUD Live demo

範例資料表+一些操作把玩+教你怎麼看SQL文件裡的文法

Transactions

What's Transaction?

  • For Concurrency Control
  • Finite sequence of SQL statements(or operations)
  • ACID
  • 不是所有資料庫都支援 Transaction
    • MariaDB:InnoDB 支援
    • MariaDB:MyISAM 不支援
      • 你需要手動 Lock Table 來模擬

Concurrency Control

Race Condition

// Thread 1

read_shared_variableA;

write_shared_variableA;

// Thread 2

read_shared_variableA;

write_shared_variableA;

任意排列組合，結果都不一樣 xD

Locks coming out to save the world!

// Thread 1

acquire_lock_variableA;
// {
read_shared_variableA;

write_shared_variableA;
// }
release_lock_variableA;

// Thread 2

acquire_lock_variableA;
// {
read_shared_variableA;

write_shared_variableA;
// }
release_lock_variableA;

沒時間解釋太多，先當作問題解決了

就我所知，只有 Mutex 和 SpinLock，其它都是變種(多個鎖或記狀態)

What Transaction looks like

# MariaDB
START TRANSACTION;
    SELECT @A:=SUM(salary) FROM table1 WHERE type=1;
    UPDATE table2 SET summary=@A WHERE type=1;
COMMIT;

ACID of Transactions

  • Atomicity：Transaction 裡的 SQL Statements 只會全部執行或全部不執行(Rollback)
  • Consistency：執行 Transaction 前 Consistent 的話執行後也會是 Consistent 的(constraints, cascades, triggers)
  • Isolation：Transactions 對其它用戶、系統甚至 Transaction 擁有資料完整性，且可設定不同 isolation level
  • Durability：Committed Transaction 是永久的，即便 System Failure 發生

So far, any questions?

Isolation levels

Isolation levels

  • 就像剛才講的，Isolation 是保證資料的完整性
  • 但我們仍考慮拿一些完整性去換取效能
  • 或者反過來說，我們需要犧牲多少效能來換得完整性
  • 在講這些 Isolation levels 前，
    我們先來認知一些各 levels 試圖解決的 Race Condition 問題
    • Dirty Read
    • Non-repeatable reads
    • Phantom reads

複習資料庫的 Isolation Level 與圖解五個常見的 Race Conditions

特別需要筆記的點：Range Lock 是 Index-record lock(B-Tree)，在沒加 index 的情況可能會造成 full-table lock

總結來說

  • Concurrency Control 可以靠不同 Granularity 的 Lock 來解
  1. A field of a database record (an attribute of a tuple)
  2. A database record (a tupleor a relation)
  3. A disk block
  4. An entire file
  5. The entire database

而 DBMS 提供了這樣的解決方案，算是呼應了前面說的 Why DBMS

結語

  • 乖乖讀文件 XD

References

Q&A

感謝大家

SQL 光速入門 + RDBMS Isolation levels & locks

By Bo Syuan Fu (fateyan)

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