孔麗云

摘要：數(shù)據(jù)完整性是確保數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)安全的重要研究內(nèi)容。通過DML觸發(fā)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性控制，可有效防止由于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁的更新操作從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或無效擴(kuò)散。該文通過論述DML觸發(fā)器的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，并結(jié)合具體的開發(fā)實(shí)例，分析DML觸發(fā)器在強(qiáng)制數(shù)據(jù)參照完整性、級(jí)聯(lián)更新與刪除、實(shí)現(xiàn)用戶定義業(yè)務(wù)規(guī)則、更新不可更新視圖等方面的應(yīng)用基本步驟及設(shè)計(jì)技巧，反映了觸發(fā)器應(yīng)用在提高系統(tǒng)性能、簡化數(shù)據(jù)庫操作、維護(hù)數(shù)據(jù)完整性、有效性、增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫安全性、提高開發(fā)效率等方面的強(qiáng)大功能。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；DML觸發(fā)器；數(shù)據(jù)完整性；T-SQL

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）34-8087-04

數(shù)據(jù)完整性（Data Integrity）是數(shù)據(jù)安全的三個(gè)基本要點(diǎn)之一[1]，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的重要內(nèi)容。它是指數(shù)據(jù)的精確性（Accuracy） 和可靠性（Reliability），是應(yīng)防止數(shù)據(jù)庫中存在不符合語義規(guī)定的數(shù)據(jù)和防止因錯(cuò)誤信息的輸入輸出造成無效操作或錯(cuò)誤信息而提出的。數(shù)據(jù)完整性分為四類：實(shí)體完整性（Entity Integrity）、域完整性（Domain Integrity）、參照完整性（Referential Integrity）、用戶定義完整性（User-definedIntegrity）。其中域完整性，實(shí)體完整性和參照完整性，是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件[2]。對(duì)數(shù)據(jù)庫的完整性控制和安全性控制均屬于DBMS提供的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。完整性控制主要包含完整性約束、并發(fā)控制、故障恢復(fù)三種，其中完整性約束是完整性控制的核心。完整性約束可以通過DBMS或應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)，基于DBMS的完整性約束作為模式的一部分存入數(shù)據(jù)庫中，通過DBMS實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)完整性按照數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，而由應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫完整性則納入應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)[3]。DBMS級(jí)的數(shù)據(jù)完整性相當(dāng)于語法級(jí)的數(shù)據(jù)完整性，而要完成語義級(jí)數(shù)據(jù)完整性，除了需建立在語法級(jí)數(shù)據(jù)完整性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)完成在應(yīng)用系統(tǒng)層次上的完整性和一致性處理邏輯，在這些邏輯執(zhí)行期間利用語法級(jí)的數(shù)據(jù)完整性來最終實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)可用和有效的應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)完整性。

DBMS級(jí)數(shù)據(jù)完整性實(shí)現(xiàn)機(jī)制包括數(shù)據(jù)類型、規(guī)則、默認(rèn)值、約束、觸發(fā)器和XML架構(gòu)[4]。DBMS級(jí)數(shù)據(jù)完整性除了可有效防止不符合語義規(guī)定的數(shù)據(jù)，也可用于定義與實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則。由于集中定義更利于降低應(yīng)用程序的復(fù)雜性及提高應(yīng)用程序的運(yùn)行效率。但當(dāng)實(shí)施相對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)完整性時(shí)，使用觸發(fā)器相對(duì)更為靈活。

1 觸發(fā)器的概述

觸發(fā)器（Trigger）是用戶定義在關(guān)系表上的一類由事件驅(qū)動(dòng)的特殊存儲(chǔ)過程。一般存儲(chǔ)過程是通過調(diào)用過程名及提供所需對(duì)應(yīng)參數(shù)而被執(zhí)行。觸發(fā)器不能被顯式調(diào)用，而是通過對(duì)它所綁定的數(shù)據(jù)表執(zhí)行相關(guān)事件激活觸發(fā)器而被執(zhí)行的。SQL Server 2012 實(shí)現(xiàn)了三種類型的觸發(fā)器： 數(shù)據(jù)操縱語言（DML，Data Manipulation Language）觸發(fā)器，在向表中插入、更新或刪除數(shù)據(jù)等事件發(fā)生時(shí)被觸發(fā)；數(shù)據(jù)定義語言觸發(fā)器（DDL，Data Definition Language），在創(chuàng)建、修改或刪除數(shù)據(jù)庫對(duì)象時(shí)觸發(fā)；登錄觸發(fā)器，在登錄的身份驗(yàn)證階段完成之后且用戶會(huì)話實(shí)際建立之前為響應(yīng) LOGON 事件而觸發(fā)[5]。

2 DML觸發(fā)器的分類

在觸發(fā)器中，應(yīng)用最為廣泛當(dāng)屬DML觸發(fā)器。DML 觸發(fā)器可用于強(qiáng)制業(yè)務(wù)規(guī)則和數(shù)據(jù)完整性、查詢其他表并包括復(fù)雜的 Transact-SQL 語句。

DML的觸發(fā)事件包括 INSERT、UPDATE 或 DELETE語句。 DML觸發(fā)器一旦被定義，任何用戶對(duì)表或視圖的Insert、Update和Delete操作均由服務(wù)器自動(dòng)激活相應(yīng)的觸發(fā)器，在DBMS核心層進(jìn)行集中的完整性控制[6]。DML觸發(fā)器可分為After 觸發(fā)器、Instead of 觸發(fā)器、CLR觸發(fā)器。

After觸發(fā)器是指導(dǎo)致觸發(fā)器被觸發(fā)的事件被成功執(zhí)行后（如果是在存儲(chǔ)過程，而且有事務(wù)，則要在事務(wù)提交之后），觸發(fā)器才會(huì)被激活執(zhí)行，若激活操作違反約束或發(fā)生錯(cuò)誤，則激活操作會(huì)被拒絕或回滾，觸發(fā)器不被觸發(fā)；而Instead of 觸發(fā)器是指激活觸發(fā)器的操作（Insert、Update、Delete）被觸發(fā)器中所定義的操作替代，激活觸發(fā)器的語句并不被實(shí)際執(zhí)行，但數(shù)據(jù)更改的變動(dòng)仍可反映到Inserted和Deleted兩張臨時(shí)表中；CLR觸發(fā)器將執(zhí)行托管代碼中編寫的方法，而不用執(zhí)行T-SQL存儲(chǔ)過程。

3 DML觸發(fā)器與約束

實(shí)體完整性（Entity Integrity）通常可通過PRIMARY KEY約束 和 UNIQUE 約束進(jìn)行強(qiáng)制；域完整性可通過CHECK 約束進(jìn)行強(qiáng)制；引用完整性（Referential Integrity）則應(yīng)通過 FOREIGN KEY 約束進(jìn)行強(qiáng)制。 當(dāng)約束支持的功能無法滿足應(yīng)用程序的功能要求時(shí)，DML 觸發(fā)器則表現(xiàn)為比約束更為精細(xì)和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)控制能力。

1） 約束通常通過標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)錯(cuò)誤信息來傳遞錯(cuò)誤消息，DML觸發(fā)器可自定義消息和錯(cuò)誤處理。

2） 若未使用REFERENCES 子句定義級(jí)聯(lián)引用完整性約束，則可通過DML 觸發(fā)器將更改或刪除以級(jí)聯(lián)方式傳遞給數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)表。

3） DML觸發(fā)器可根據(jù)應(yīng)用程序的需要定義比CHECK 約束定義的限制更為復(fù)雜的其他限制。

4） DML 觸發(fā)器可以防止惡意或錯(cuò)誤的 INSERT、UPDATE 以及 DELETE 操作。例如，可通過觸發(fā)器對(duì)不可更新視圖進(jìn)行數(shù)據(jù)操縱。

4 DML觸發(fā)器工作原理

觸發(fā)器由時(shí)間條件、觸發(fā)事件和動(dòng)作組成。確定觸發(fā)器的邏輯結(jié)構(gòu)，就是確定觸發(fā)器的時(shí)間條件、觸發(fā)事件和動(dòng)作以及觸發(fā)器的選項(xiàng)[7]。將觸發(fā)器和觸發(fā)它的語句作為可在觸發(fā)器內(nèi)回滾的單個(gè)事務(wù)對(duì)待。如果檢測到錯(cuò)誤則整個(gè)事務(wù)即自動(dòng)回滾[8]。在使用觸發(fā)器過程中，因觸發(fā)器被觸發(fā)后所產(chǎn)生的Inserted和Deleted兩張邏輯表發(fā)揮著重要作用。它們具有只讀性，并在觸發(fā)器執(zhí)行完畢后從內(nèi)存中刪除，而非實(shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的物理表。這兩張表的表結(jié)構(gòu)與觸發(fā)器所在的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)完全一致。endprint

若觸發(fā)事件為Insert操作，觸發(fā)器被觸發(fā)后，將對(duì)觸發(fā)器所屬表新增記錄的副本填充至Inserted表中；若觸發(fā)事件為Update操作，觸發(fā)器被觸發(fā)后，將對(duì)觸發(fā)器所屬表被修改記錄更新后的副本填充至Inserted表中，將被修改記錄更新前的記錄副本填充至Deleted表中；若觸發(fā)事件為Delete操作，觸發(fā)器被觸發(fā)后，將對(duì)觸發(fā)器所屬表中被刪除記錄的副本填充至Deleted表。通過這兩張邏輯表，可了解數(shù)據(jù)在被操作前后的差異狀態(tài)，并基于此差異采取行動(dòng)。

5 DML觸發(fā)器的應(yīng)用

下面以學(xué)生成績管理庫（PXSCJ）為例，說明觸發(fā)器在數(shù)據(jù)完整性方面的具體應(yīng)用。PXSCJ庫包含學(xué)生信息表XSB（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生年月，專業(yè)，總學(xué)分，備注）；課程信息表KCB（課程號(hào)，課程名，開課學(xué)期，學(xué)時(shí)，學(xué)分）；成績CJB表（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）。

5.1 強(qiáng)制參照完整性

在從表中創(chuàng)建觸發(fā)器，當(dāng)向從表插入新記錄或更新記錄時(shí)，觸發(fā)器被觸發(fā)，檢查假設(shè)插入或更新操作完成后，從表中外鍵的數(shù)據(jù)是否存在于主表中的主鍵或唯一鍵，若不存在則插入或更新操作不允許被執(zhí)行。同時(shí)，代碼設(shè)計(jì)應(yīng)滿足于多行記錄同時(shí)被插入的情況。如為保證向成績表CJB插入或更新記錄后，該記錄的學(xué)號(hào)能存在于學(xué)生信息表XSB、課程號(hào)能存在于課程信息表KCB，創(chuàng)建觸發(fā)器CJB_ trigger。實(shí)現(xiàn)過程如下：

5.2 級(jí)聯(lián)更新或刪除

當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)主從表數(shù)據(jù)級(jí)聯(lián)一致時(shí)，可直接基于從表創(chuàng)建外鍵約束，但由于外鍵約束會(huì)導(dǎo)致當(dāng)需要對(duì)主表的主鍵或唯一鍵進(jìn)行修改或刪除操作時(shí)無法執(zhí)行。因此，通過創(chuàng)建觸發(fā)器，可實(shí)現(xiàn)主從表級(jí)聯(lián)更新或刪除，從而提高數(shù)據(jù)操作的靈活性。如：當(dāng)修改學(xué)生信息表XSB中某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)修改該生在成績表CJB中對(duì)應(yīng)的記錄的學(xué)號(hào)；當(dāng)刪除學(xué)生信息表XSB中某個(gè)學(xué)生的記錄時(shí)，能實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)刪除該生在成績表CJB中對(duì)應(yīng)的記錄，創(chuàng)建觸發(fā)器XSB_delup。同理，當(dāng)修改課程信息表KCB中某門課程的課程號(hào)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)修改該生在成績表CJB中對(duì)應(yīng)的記錄的課程號(hào)；當(dāng)刪除課程信息表KCB中某門課程的記錄時(shí)，能實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)刪除該生在成績表CJB中對(duì)應(yīng)的記錄，創(chuàng)建觸發(fā)器KCB_delup。實(shí)現(xiàn)過程如下：

5.3 實(shí)現(xiàn)用戶定義業(yè)務(wù)規(guī)則

在數(shù)據(jù)庫里，數(shù)據(jù)表之間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)列相互之間存在業(yè)務(wù)規(guī)則上的相關(guān)性，則可通過創(chuàng)建觸發(fā)器提高維護(hù)效率。當(dāng)對(duì)表間相關(guān)列的數(shù)據(jù)進(jìn)行增、改、刪的操作時(shí)，能同時(shí)自動(dòng)更新對(duì)應(yīng)列的數(shù)據(jù)，使相關(guān)列之間的數(shù)據(jù)自動(dòng)保持一致，從而降低人工維護(hù)成本。如：在學(xué)生信息表XSB、學(xué)生成績表CJB、課程信息表KCB中，有一個(gè)相關(guān)三張表的特殊列，即學(xué)生信息表XSB的總學(xué)分。當(dāng)對(duì)CJB進(jìn)行增、改、刪成績時(shí)，或?qū)CB的學(xué)分列進(jìn)行修改時(shí)，要求XSB的總分列要實(shí)現(xiàn)同步更新。利用觸發(fā)器讓其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，保證相關(guān)列數(shù)據(jù)的一致性。

1） 向?qū)W生成績表CJB添加學(xué)生課程成績時(shí)，若成績大于等于60時(shí)，即可獲得相應(yīng)的學(xué)分，并重新累計(jì)于學(xué)生信息表XSB中的總學(xué)分列，當(dāng)刪除學(xué)生成績表CJB中的記錄時(shí)，學(xué)生信息表XSB中的總學(xué)分應(yīng)亦能自動(dòng)發(fā)生更新。當(dāng)對(duì)CJB表進(jìn)行更新操作時(shí)，若修改列僅為課程號(hào)或成績時(shí)，則只需獲得記錄在被修改前后的總學(xué)分差值，然后累加至XSB表中對(duì)應(yīng)記錄的原總學(xué)分即可。但若修改列為學(xué)號(hào)，則需修改XSB表中兩個(gè)學(xué)生的總學(xué)分。因此，必須對(duì)觸發(fā)器CJB_trigger進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和整合，最后代碼為：

5.4 更新不可更新視圖

在PXSCJ數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建視圖stu_view，包含學(xué)號(hào)、姓名、專業(yè)、課程號(hào)、課程名、成績。該視圖依賴于基表XSB、CJB、KCB，屬不可更新的視圖。通過在視圖上創(chuàng)建instead of觸發(fā)器，當(dāng)向視圖插入數(shù)據(jù)時(shí)，分別向XSB、CJB、KCB插入數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)向視圖插入數(shù)據(jù)的功能。

6 結(jié)束語

通過上述實(shí)例可知，觸發(fā)器在維護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整性時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)大的功能，尤其對(duì)于處理較為復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則定義時(shí)所具備的靈活性，大大提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)效率。值得注意的是觸發(fā)器不可濫用，尤其是當(dāng)形成觸發(fā)器鏈的時(shí)候容易出現(xiàn)連環(huán)觸發(fā)而導(dǎo)致錯(cuò)誤，并造成不必要的損耗[9]。

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