CN1645372A - 一种实时内存数据库通用约束的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实时内存数据库通用约束的实现方法，在实时内存数据库的表和索引创建成功后，输入创建各个表的外联约束和检查约束的规范指令；然后对所述指令中包含的各个表的约束信息进行检查，通过后将创建的约束信息保存在内存中；对某表进行插入或更新记录的操作时，根据其检查约束检查要插入或更新的记录中的字段是否符合要求，并根据该表作为子表的外联约束判断其父表是否已按要求完成相应修改，所有约束均满足时才允许操作；对某表进行删除记录的操作时，根据该表作为父表的外联约束判断其子表是否已按要求删除相应记录，有一个外联约束未满足即拒绝操作。本发明方法可实现约束处理的通用性，减小代码规模，缩短开发周期，降低代码错误率。

Description

一种实时内存数据库通用约束的实现方法

技术领域

本发明涉及实时内存数据库系统，更具体地，涉及在该系统中确保数据库中的约束处理方法。

背景技术

实时内存数据库技术在通信、控制等领域已经被广泛地使用。一般磁盘对数据的读取时间数量级为10-3秒，而对内存的读取时间为10-8秒。实时内存数据库的特点是将所有的数据对象的操作都在内存中进行，数据对象之间的关系也是在内存操作中体现，这大大提高了系统的性能。

约束属性是表的重要属性之一，即在对表的记录操作时，要根据需要对操作的合法性进行检查。一个成熟的数据库系统，通用而简单地表达和处理约束属性，是必要的。现有内存数据库中关于数据约束的做法是：根据每个表内部的约束关系以及它与其它数据表之间的约束关系，针对记录的插入、更新、删除操作，分别进行约束实现。

在开发和实践过程中，随着数据库管理数据的复杂性的提高，数据和记录之间的关联性越来越复杂。在大型数据库系统中，少则都有几十张表。这样，表与表之间的约束以及表内部的约束关系会很复杂，如果每个表都用独立的约束实现，会使软件代码非常臃肿，出错率高，复用性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种实时内存数据库通用约束的实现方法，可实现约束处理的通用性，使得软件代码规模减小。

为了解决上述技术问题本发明提供了一种实时内存数据库通用约束的实现方法，包括以下步骤：

(a)在实时内存数据库的表和索引创建成功后，输入创建各个表的外联约束和检查约束的规范指令；

(b)对所述指令中包含的各个表的约束信息进行检查，通过后将创建的约束信息保存在内存中；

(c)在进行事务操作时，分为以下两种情况进行约束检查：

对某表进行插入或更新记录的操作时，根据该表的检查约束信息检查要插入或更新的记录中的字段是否符合要求，并在有该表作为子表的外联约束时，根据这些外联约束判断其父表是否已按要求完成相应修改，在所有检查约束和外联约束均满足时，允许操作，否则拒绝操作；

对某表进行删除记录的操作时，如果有该表作为父表的外联约束，需根据这些外联约束判断其子表是否已按要求删除相应记录，如果有一个外联约束未满足，即拒绝操作。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述创建表的外联约束的规范指令中至少包含子表、父表的表句柄以及子表和父表的关联字段列表。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述创建表的检查约束的规范指令中至少包含需要检查约束的表名以及对具体字段进行检查约束的一个或多个表达式。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述步骤(b)对创建表的外联约束的指令进行检查时，先从指令中取得子表和父表的表句柄(表句柄可由表名得到)，再查找指令中的关联字段在子表和父表中的位置，如果找到，保存该位置信息，外联约束创建成功，如果没找到，则外联约束创建失败。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述步骤(b)在保存了所述位置信息后，还判断指令中的关联字段在被关联表中是否索引字段，如果是，还从该被关联表的多个索引中找出由关联字段生成的索引句柄并加以保存。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述步骤(b)对创建表的检查约束的指令进行检查时，先从指令中取得约束表的句柄，再查找指令中的需检查的字段在该约束表中的位置，如果找到，保存该位置信息并进一步检查指令中的表达式的格式是否正确，如果正确，保存该检查约束信息，检查约束创建成功，如果格式错误或者在约束表中未找到需检查的字段，则检查约束创建失败。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述外联约束信息和检查约束信息都是在创建约束时动态申请内存来保存的。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述外联约束信息是作为所约束的父表和子表的属性信息存放，所述检查约束信息是作为所约束的表的属性信息存放。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述步骤(c)进行插入或更新记录的操作，对某表进行外联约束检查时，在该外联约束中的关联字段为父表中的索引字段时，用要插入或更新的记录中关联字段的值计算索引键值，利用索引，检查父表中是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，该外联约束检查成功，否则检查失败；在该外联约束中的关联字段不是父表中的索引字段时，则将各个关联字段与父表中的记录进行联合匹配，查找父表是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，该外联约束检查成功，否则检查失败。

进一步，上述实现方法还可具有以下特点：所述步骤(c)进行删除操作，对某表进行外联约束检查时，在该外联约束中的关联字段为子表中的索引字段时，用要删除的记录中关联字段的值计算索引键值，利用索引，检查子表中是否存在关联字段都相同的记录，如果不存在，该外联约束检查成功，否则检查失败；在该外联约束中的关联字段不是子表中的索引字段时，则将各个关联字段与子表中的记录进行联合匹配，查找子表是否存在关联字段都相同的记录，如果不存在，该外联约束检查成功，否则检查失败。

由上可知，本发明采用了统一的方法实现对不同表的约束创建和约束检查，只需要一次实现，就可以处理所有表的约束信息。从而简化了实时内存数据库系统约束的实现，实现了约束处理的通用性，使得软件代码规模大大减小，开发周期缩短，代码错误率降低。进一步地，本发明提供了开放的规范的接口，即一套创建约束的通用指令，便于实时数据库开发设计和使用人员二次开发，提高开发效率。

附图说明

图1为创建外联约束程序实现的流程图，表示创建外联约束的正常和异常流程。

图2为创建检查约束程序实现的流程图，表示创建检查约束的正常和异常流程。

图3为插入约束检查程序实现的流程图，表示对子表进行记录插入前，对父表进行合法性检查的流程。

图4为删除约束检查程序实现的流程图，表示对父表进行记录删除前，对子表进行合法性检查的流程。

具体实施方式

本实施例实时内存数据库的通用约束处理包括创建约束和约束检查。

创建约束在表和索引创建成功后进行，包括外联约束的创建和检查约束的创建。在创建外联约束时，由于外联约束同时涉及到子表和父表，因此采取的方法是子表和父表的约束信息同时创建完成，以提高约束创建速度。

创建外联约束时，本实施例提供了以下的规范接口，即指令代码，供开发者调用。

DbsCreateConstraint(ChildTableName，ParentTableName，字段1，字段2，...)

其中，ChildTableName，ParentTableName分别为子表、父表表名，字段1，字段2，...为相对应的子表和父表的关联字段列表，

例如，可输入以下外联约束的代码：

DbsCreateConstraint(ClassTable，SchoolTalbe，StudentNamel，StudentName2，...)

其中的子表是ClassTable，即班级表；父表是SchoolTalbe，即学校表；studentname1和studentname2表示子表和父表中相互关联的字段。

图1则为创建外联约束程序实现的流程图，表示了创建外联约束的正常和异常流程(相当于输入指令代码后计算机的处理流程)。如图所示，包括以下步骤：

步骤110，从创建外联约束的指令代码中取得子表和父表的表句柄；

步骤120，查找指令中的关联字段在子表和父表中的位置，如果找到，执行下一步，否则，执行步骤160；

步骤130，保存位置信息，并判断指令中的关联字段在被关联表中是否索引字段，如果是，执行下一步，否则，执行步骤150；(要进行记录操作的表是“关联表”，要进行一致性检查的表是“被关联表”)

步骤140，从该被关联表的多个索引中找出由关联字段生成的索引句柄，并申请内存加以保存；

步骤150，外联约束创建成功，结束；

步骤160，外联约束创建失败，结束。

在创建检查约束时，需要根据字段不同的数据类型、不同的检查类型(如大于、小于，等)和字段占用空间，存放字段的检查信息。可以实现多个字段、多种检查方式。

创建检查约束时，本实施例提供了以下的指令代码供开发者调用。

DbsCreateCheckConstraint(TableName，″字段范围″，″字段范围″，...)；

例如，可输入以下检查约束的代码：

DbsCreateCheckConstraint(TableName，″字段1＞0″，″字段2＞0 and字段2＜10″，...)；

其中，TableName，为需要检查约束的表名；″字段1＞0″，″字段2＞0and字段2＜10″，为对具体字段进行检查约束的表达式。

图2为创建检查约束程序实现的流程图，表示创建检查约束的正常和异常流程。如图所示，包括以下步骤：

步骤210，从创建检查约束的指令代码中取得约束表的句柄；

步骤220，查找指令中需检查的字段在该约束表中的位置，如果找到，保存位置信息，执行下一步，否则，执行步骤270；

步骤230，检查指令中的检查信息内容的格式是否正确，如果正确，执行下一步，否则，执行步骤260；

步骤240，申请内存，将创建的检查约束信息保存在该表的属性中；

步骤250，检查约束创建成功，结束；

步骤260，格式错误，检查约束创建失败，结束；

步骤270，字段错误，检查约束创建失败，结束。

出于使用场合的考虑，上述外联约束信息或者检查约束信息的存放都不采用静态数组的方式，而是动态申请内存的方式，即内存是在创建约束的时候动态申请的，在申请内存之前没有约束信息的。这样可以节约内存开销，在内存数据库中能处理更多的数据。

在创建了通用约束后，每个表在内存中创建好的约束集可以有多个约束，在插入、更新或删除记录前，需要对操作的记录进行约束检查，即根据其相关的每一条约束的要求进行合法性检查，如果能完全满足所有约束的检查，则会进行事务提交。如果不能完全满足外联检查和检查约束的要求，则将无法进行事务操作，并且进行提示，以此来保证数据的一致性。

在插入和更新记录时，需要根据该表的检查约束信息检查要插入或更新的记录中的字段范围是否符合要求。此外，该表作为子表有外联约束时，还要根据该表的外联约束信息对其父表进行外联检查，看是否父表已完成相应修改，如未完成，不能插入或更新记录。

图3为插入约束检查程序实现的流程图，表示对子表进行记录插入前，对父表进行合法性检查的流程。如图所示，包括以下步骤：

步骤310，根据要操作的数据表名，从该表的属性中取出它的一个检查约束信息；

步骤320，检查要插入记录中的字段是否符合该检查约束的要求，如果符合，执行下一步；否则，不满足检查约束，插入失败，结束；

步骤330，判断是否还有未进行检查的检查约束，如果是，返回步骤310；否则，执行下一步；

步骤340，在该表的属性中查找该表是否具有作为子表的外联约束，如果有，执行下一步；否则，执行步骤391；

步骤350，取出一个外联约束，并判断该外联约束中的关联字段是否为父表中的索引字段(根据其是否保存有索引句柄来判断)，如果是，执行步骤360；否则，执行步骤361；

步骤360，用要插入记录中关联字段的值计算索引键值；

步骤370，利用索引，检查父表中是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，执行步骤380；否则，执行步骤371；

步骤380，该外联约束检查成功；

步骤390，判断该表是否还有需要进行检查的外联约束，如果是，返回步骤350；否则，执行步骤391；

步骤391，满足所有约束要求，可以插入，结束；

步骤361，将各个关联字段与父表中的记录进行联合匹配，查找父表是否存在关联字段都相同的记录，如果找到，执行步骤380；否则，执行步骤371；

步骤371，约束检查失败，拒绝插入，结束。

上述过程中使用索引定位，即从操作的记录中，取出相应的字段值，根据不同的索引类型(顺序索引，HASH索引等)计算出索引，在被关联表中定位记录，从而可以提高查找效率。

更新过程的约束检查与上述流程是一样的。另外，在插入、更新的约束检查流程中，也可以先进行外联约束的检查，再进行检查约束的检查。

在提交删除记录事务时，如果该表作为父表有外联约束时，要根据该表的外联约束信息对其子表进行外联检查。外联删除检查流程与外联插入检查流程的区别在于，进行外联删除检查时，只要在子表中找到一条与父表欲删除的记录关联的记录，就认为删除非法，而不需要进行剩余外联约束条件的检查。

图4为删除约束检查程序实现示意图，表示对父表进行记录删除前，对子表进行合法性检查的流程。如图所示，包括以下步骤：

步骤410，根据要操作的数据表名，在该表的属性中查找该表是否具有作为父表的外联约束，如果有，执行下一步，否则，执行步骤470；

步骤420，取出一个外联约束，判断该外联约束中的关联字段是否为子表中的索引字段，如果是，执行步骤430；否则，执行步骤480；

步骤430，用要删除的记录中的关联字段值计算索引键值；

步骤440，利用字段的索引，检查其子表中是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，执行步骤490；否则，执行步骤450；

步骤450，该外联约束检查成功；

步骤460，判断该表是否还有需要进行检查的外联约束，如果是，返回步骤420；否则，执行步骤470；

步骤470，满足所有约束，可以删除，结束；

步骤480，将该外联约束中的各个关联字段与子表中的记录进行联合匹配，查找子表是否存在关联字段都相同的记录，如果找到，执行步骤490；否则，执行步骤450；

步骤490，删除的约束检查失败，结束。

Claims (10)

1、一种实时内存数据库通用约束的实现方法，包括以下步骤：

(a)在实时内存数据库的表和索引创建成功后，输入创建各个表的外联约束和检查约束的规范指令；

(b)对所述指令中包含的各个表的约束信息进行检查，通过后将创建的约束信息保存在内存中；

(c)在进行事务操作时，分为以下两种情况进行约束检查：

对某表进行插入或更新记录的操作时，根据该表的检查约束信息检查要插入或更新的记录中的字段是否符合要求，并在有该表作为子表的外联约束时，根据这些外联约束判断其父表是否已按要求完成相应修改，在所有检查约束和外联约束均满足时，允许操作，否则拒绝操作；

对某表进行删除记录的操作时，如果有该表作为父表的外联约束，需根据这些外联约束判断其子表是否已按要求删除相应记录，如果有一个外联约束未满足，即拒绝操作。

2、如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述创建表的外联约束的规范指令中至少包含子表、父表的表名以及子表和父表的关联字段列表。

3、如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述创建表的检查约束的规范指令中至少包含需要检查约束的表名以及对具体字段进行检查约束的一个或多个表达式。

4、如权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(b)对创建表的外联约束的指令进行检查时，先从指令中取得子表和父表的表句柄，再查找指令中的关联字段在子表和父表中的位置，如果找到，保存该位置信息，外联约束创建成功，如果没找到，则外联约束创建失败。

5、如权利要求4所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(b)在保存了所述位置信息后，还判断指令中的关联字段在被关联表中是否索引字段，如果是，还从该被关联表的多个索引中找出由关联字段生成的索引句柄并加以保存。

6、如权利要求3所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(b)对创建表的检查约束的指令进行检查时，先从指令中取得约束表的句柄，再查找指令中的需检查的字段在该约束表中的位置，如果找到，保存该位置信息，并进一步检查指令中的所述表达式的格式是否正确，如果正确，保存该检查约束信息，检查约束创建成功，如果格式错误或者在约束表中未找到需检查的字段，则检查约束创建失败。

7、如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述外联约束信息和检查约束信息都是在创建约束时动态申请内存来保存的。

8、如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述外联约束信息是作为所约束的父表和子表的属性信息存放，所述检查约束信息是作为所约束的表的属性信息存放。

9、如权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(c)进行插入或更新记录的操作，对某表进行外联约束检查时，在该外联约束中的关联字段为父表中的索引字段时，用要插入或更新的记录中关联字段的值计算索引键值，利用索引，检查父表中是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，该外联约束检查成功，否则检查失败；在该外联约束中的关联字段不是父表中的索引字段时，则将各个关联字段与父表中的记录进行联合匹配，查找父表是否存在关联字段都相同的记录，如果存在，该外联约束检查成功，否则检查失败。

10、如权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(c)进行删除操作，对某表进行外联约束检查时，在该外联约束中的关联字段为子表中的索引字段时，用要删除的记录中关联字段的值计算索引键值，利用索引，检查子表中是否存在关联字段都相同的记录，如果不存在，该外联约束检查成功，否则检查失败；在该外联约束中的关联字段不是子表中的索引字段时，则将各个关联字段与子表中的记录进行联合匹配，查找子表是否存在关联字段都相同的记录，如果不存在，该外联约束检查成功，否则检查失败。

Images