CN107609048A - 一种可延迟唯一约束的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于动态检查表的可延迟唯一约束的实现方法，该方法设计了一种新的延迟检查信息的管理方式，不按照事件进行记录，而是按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组列表，构成动态检查表DCT。在删除键值冲突的元组的时，通过键值找到元组并及时删除动态检查表中不再违反唯一约束的元组，减少事务提交时重复检查的元组数量。本发明中的实现方法可以显著缩短事务提交时间，进而减少事务执行总时间，提升数据库的性能。

Description

一种可延迟唯一约束的方法

技术领域

本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种可延迟唯一约束的方法。

背景技术

在关系型数据库中，唯一约束用于保证数据库中记录的键值的唯一性。但在一些情况下，例如要在有唯一约束的列上临时插入重复值，或者批量更新有唯一约束的列的键值时，普通的唯一约束不能实现这类操作。因为它会在每条元组修改之后立即进行唯一性检查，而此时新值并不满足唯一约束。可延迟唯一约束可以解决上述问题，它在事务进行过程中允许多个键值相同的元组同时存在，只要保证在事务结束时满足唯一约束的条件即可。

目前某主流数据库的实现方法为：对于有可延迟唯一约束的关系表，若在插入或更新其元组时违反了唯一约束，则先将新元组插入关系表及索引中，然后根据事件类型(插入或更新)、新旧元组等相关信息生成一个事件，插入事务的延迟检查事件列表中。该列表记录事务执行过程中所有违反唯一约束的事件，但并不会因为违反唯一约束的元组被删除而删除事件，因此其长度只增不减。在事务结束的时候，要处理延迟检查事件列表中的每个事件，当且仅当所有新元组都符合唯一约束时才能提交事务。因此，当事务进行过程中记录的延迟检查事件较多时，事务提交前需要耗费大量时间进行唯一性检查。

发明内容

本发明针对其在可延迟唯一约束实现方法上存在的上述缺点，提出了一种新的实现方法，使得在相应情况下能够快速完成事务提交。

本发明提供一种可延迟唯一约束的方法，该方法包括：

按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组链表，构成动态检查表DCT；

根据元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息，向所述动态检查表执行插入元组操作、删除元组操作、更新元组操作和/或事务提交操作。

可选的，所述插入元组操作包括：若存在键值冲突，根据该元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息找到相应的动态检查结点，然后将该元组插入其键值对应的元组链表中。

可选的，所述删除元组操作包括：判断是否存在键值冲突的元组，如果存在，那么要从动态检查表中通过键值找到存在键值冲突的该条元组并将它删除。

可选的，所述更新元组操作包括：若被更新的元组之前存在键值冲突的情况，则将该元组从动态检查表中删除，若更新后的新元组出现键值冲突的情况，则将新元组插入到动态检查表中。

可选的，所述事务提交操作包括：

对动态检查表中记录的每一条元组，进行索引访问；

若某元组仍存在键值冲突的情况，则会报错并回滚事务；

若动态检查表中的所有元组都符合唯一约束，则成功提交事务。

可选的，所述动态检查表DCT中每一个节点结构DynamicCheckNode结构为DynamicCheckNode{relId，trrigerId，conflictList}。其中relId描述关系表信息，triggerOid描述唯一约束对应的触发器信息，conflictList描述一个冲突键值元组链表，conflictList中的每个结点ConflictNode结构为：ConflictNode{key，tupleList}，其中，key描述键值，tuplelist描述元组列表。

本发明设计了一种新的延迟检查信息的管理方式，不按照事件进行记录，而是按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组列表，构成动态检查表DCT。在删除键值冲突的元组的时，通过键值找到元组并及时删除动态检查表中不再违反唯一约束的元组，减少事务提交时重复检查的元组数量。本发明中的实现方法可以显著缩短事务提交时间，进而减少事务执行总时间，提升数据库的性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明可延迟唯一约束的方法的流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的DCT的数据结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在关系型数据库中，唯一约束用于保证数据库中记录的键值的唯一性。但在有唯一约束的列上临时插入重复值，或者批量更新有唯一约束的列的键值时，若存在键值临时冲突，则普通的唯一约束无法实现这类操作。而可延迟唯一约束可解决此问题。现有实现方法中采用延迟事件列表的方法实现可延迟唯一约束。但该列表长度只增不减，在事务结束时，要处理列表中的每个事件，当且仅当所有新元组都符合唯一约束时才能提交事务。因此，当键值冲突很多时，延迟检查事件会随之增加，事务提交前需耗费大量时间进行唯一性检查。本发明针对上述缺点，提出了一种新的实现方法，提升数据库的性能。

为了更全面的理解本发明及其优点，下面结合附图及具体实例对本发明做进一步详细地说明。

在数据操纵语言进行的时候，首先对关系表和索引进行操作，当发生键值冲突时，将新元组添加到该键值对应的冲突元组链表中。删除发生键值冲突的元组时，同样需删除动态检查表中相应的元组。最终，事务提交时就只需要重复检查动态检查表中保留的元组。由于动态检查表的规模通常远远小于表的索引的规模，

因此可节省大量访问索引所消耗的时间。其流程如图1所示。

参考图1，对动态检查表DCT的操作流程进行说明。

S1.首先确定对元组进行何种操作，是插入操作，更新操作还是删除操作；

S2.根据所确定的操作对索引进行相应的操作，具体来说，如果是插入语句操作或者更新语句操作，需要相应地修改索引项，如果是删除语句操作则不删除索引项；

S3.对动态检查表进行操作,以更新动态检查表，具体包括记录冲突元组、

删除冲突元组；

S4.核实动态检查表中的所有元组是否都符合唯一约束，如果是则进行事

务提交操作。

动态检查表是一种新的延迟检查信息的管理方式，不按照事件进行记录，而是按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组列表，构成动态检查表DCT。在删除键值冲突的元组的时候，可以快速找到该元组在动态检查表中的位置，及时将其删除，在事务提交的时候避免重复检查该元组，显著减少事务提交时耗费的时间。

将动态检查表DCT记录于事务的AFTER触发器信息结构AfterTriggersData中。动态检查表DCT中每一个节点结构DynamicCheckNode结构形式如下：

DynamicCheckNode{relId，trrigerId，conflictList}

其中relId描述关系表信息，triggerId描述唯一约束对应的触发器信息，conflictList描述一个冲突键值元组链表。其中，conflictList中的每个结点ConflictNode结构形式如下：

ConflictNode{key，tupleList}

基于DCT的优化方法中，定义了动态检查表DCT中每一个节点结构DynamicCheckNode结构，其形式如图2所示：

DynamicCheckNode{relId，trrigerId，conflictList}。

其中relId描述关系表信息，triggerOid描述唯一约束对应的触发器信息，conflictList描述一个冲突键值元组链表。其中，conflictList中的每个结点ConflictNode结构形式如下：ConflictNode{key，tupleList}。

在向有可延迟唯一约束的表中执行的插入元组操作，若存在键值冲突，根据该元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息找到相应的动态检查结点，然后将该元组插入其键值对应的元组链表中。执行删除元组操作时，若被删除的元组之前存在键值冲突的情况，那么要从动态检查表中，通过键值找到该条元组并将它删除。执行更新元组操作时，若被更新的元组之前存在键值冲突的情况，则将该元组从动态检查表中删除。若更新后的新元组出现键值冲突的情况，则将新元组插入到动态检查表中。针对有可延迟唯一约束的表中执行的事务提交操作，处理方法是对动态检查表中记录的每一条元组，进行索引访问。若某元组仍存在键值冲突的情况，则会报错并回滚事务；若动态检查表中的所有元组都符合唯一约束，则成功提交事务。

参考表1，对基于DCT的插入算法进行阐述。

表1基于DCT的插入算法

在向有可延迟唯一约束的表中插入一条元组时，首先(L1)用HeapInsert函数将新元组插入关系表中，然后(L2)用IndexInsert函数创建索引条目插入索引中，最后(L3)用AfterTriggerInsert函数对可延迟唯一约束进行处理。

若在AfterTriggerInsert中(L8)发现键值冲突的情况，则(L9)根据该元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息找到相应的动态检查结点，然后将该元组插入其键值对应的元组链表中。

如果是目前有效的元组中第一次违反可延迟唯一约束，则创建一个新的DynamicCheckNode，并将其添加到该事务的动态检查表中。在DynamicCheckNode的ConflictList中找到本次插入的新元组的键值，并将新元组插入该键值对应的TupleList中。若该键值第一次出现冲突，则创建一个ConflictNode，并把新元组以及原表中与新元组键值冲突的旧元组都插入其TupleList中。

参考表2，对基于DCT的删除算法进行阐述。

表2基于DCT的删除算法

在有可延迟唯一约束的表中删除一条元组时，首先(L1)用HeapDelete函数将该条元组从关系表中删除，不用删除它的索引条目，之后VACUUM清理机制会自动清理无效的索引条目。然后(L2)用AfterTriggerDelete函数对可延迟唯一约束进行处理，(L7)从动态检查表中找到该元组并将其从中删除。

若被删除的元组之前存在键值冲突的情况，那么要从动态检查表中，通过键值找到该条元组并将它删除。即先通过该可延迟唯一约束的触发器及所在的关系表找到对应的DynamicCheckNode，然后从该结点的ConflictList中找到被删除元组的键值，再从该键值的TupleList中找到被删除的元组，将其从TupleList中删除。若删除这条元组后，该键值的ConflictList中只剩一条元组，则说明键值等于这个值的元组是唯一的，符合唯一约束，所以将该键值所在的ConflictNode删除。若删除该ConflictNode后，该可延迟唯一约束上面没有其他ConflictNode，则可以把该DynamicCheckNode从该事务的动态检查表中删除。

参考表3，对基于DCT的更新算法进行阐述。

表3基于DCT的更新算法

在有可延迟唯一约束的表中更新一条元组时，首先(L1)用HeapUpdate函数在关系表中更新元组，然后(L2)用IndexUpdate函数更新索引，最后(L3)用AfterTriggerUpdate函数对可延迟唯一约束进行处理。若被更新的元组之前存在键值冲突的情况，则将该元组从动态检查表中删除。若更新后的新元组出现键值冲突的情况，则将新元组插入到动态检查表中。可以将AfterTriggerUpdate函数转化为(L6)对旧元组的AfterTriggerDelete和(L7)对新元组的AfterTriggerInsert操作。

参考表4，对基于DCT的事务提交算法进行阐述。

表4基于DCT的事务提交的算法

事务提交时，如果只考虑单用户模式，则动态检查表为空说明没有键值冲突，符合唯一约束，事务可以成功提交；若动态检查表不为空，则说明仍然有键值相同的多条元组，违反了唯一约束，则事务终止且回滚。但是，考虑到事务并发的情况，可能有另一个并发事务删除了某个在本事务中键值冲突的元组，使得本事务动态检查表中记录的冲突元组符合唯一约束，所以还是需要对动态检查表中剩余的键值冲突元组进行检查。

对动态检查表中记录的每一条元组，(L5)进行参数为UNIQUE_CHECK_EXISTING的索引访问。若某条元组仍然存在键值冲突的情况，则会在index_insert函数中报错并回滚事务；若动态检查表中的所有元组都符合唯一约束，则成功提交事务。

该方法从实现层面提出了一种基于动态检查表(DCT：Dynamic Check Table)的可延迟唯一约束的实现方法。设计了新的延迟检查信息的管理方式，不按照事件进行记录，而是按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组列表，构成动态检查表DCT。在删除键值冲突的元组的时候，可快速定位该元组在动态检查表中的位置，并及时将其删除。通过此方式，事务提交阶段可避免重复检查该元组，显著减少事务提交时耗费的时间。

通过本发明，显著缩短了事务提交时间，进而减少事务执行总时间，提升数据库的性能，优化了可延迟唯一约束的现有实现方法中存在的不足。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.一种可延迟唯一约束的方法，该方法包括：

按照触发器及关系表信息，记录其中冲突的键值和元组链表，构成动态检查表DCT；

根据元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息，向所述动态检查表执行插入元组操作、删除元组操作、更新元组操作和/或事务提交操作。

2.根据权利要求1所述的方法，所述插入元组操作包括：若存在键值冲突，根据该元组所在的关系表信息、可延迟唯一约束对应的触发器信息找到相应的动态检查结点，然后将该元组插入其键值对应的元组链表中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述删除元组操作包括：判断是否存在键值冲突的元组，如果存在，那么要从动态检查表中通过键值找到存在键值冲突的该条元组并将它删除。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，所述更新元组操作包括：若被更新的元组之前存在键值冲突的情况，则将该元组从动态检查表中删除，若更新后的新元组出现键值冲突的情况，则将新元组插入到动态检查表中。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，所述事务提交操作包括：

对动态检查表中记录的每一条元组，进行索引访问；

若某元组仍存在键值冲突的情况，则会报错并回滚事务；

若动态检查表中的所有元组都符合唯一约束，则成功提交事务。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，所述动态检查表DCT中每一个节点结构DynamicCheckNode结构为DynamicCheckNode{relId，trrigerId，conflictList}。其中relId描述关系表信息，triggerOid描述唯一约束对应的触发器信息，conflictList描述一个冲突键值元组链表，conflictList中的每个结点ConflictNode结构为：ConflictNode{key，tupleList}，其中，key描述键值，tuplelist描述元组列表。