Книга: Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil

Генераторы - лучшие друзья первичных ключей

Генераторы - лучшие друзья первичных ключей

Надо сказать несколько слов о реализации первичного ключа. Так как он предназначен для обеспечения уникальности, то никакие две записи в одной таблице не могут иметь одинаковых значений этого ключа. То есть, чтобы удовлетворить этому условию, при занесении новой записи в таблицу InterBase должен просмотреть все записи в таблице и выяснить, нет ли уже таких значений в таблице. Для быстрого поиска в InterBase существует механизм индексов - специальных объектов InterBase, которые позволяют очень быстро найти запись в таблице. Поэтому при создании и удалении первичного ключа создается или удаляется индекс на то поле (или поля), которое входит в первичный ключ.

Как уже было сказано, первичный ключ может содержать несколько полей. При этом будет отслеживаться уникальность сочетания значений этих полей. Например, если мы определим ключ на поля ID и NAME, то сервер будет следить за тем, чтобы во всей таблице не было одинаковых сочетаний этих полей. То есть сочетания полей ID и NAME вроде 1 и "Иванов", 2 и "Иванов" будут корректными, поскольку они отличаются значениями поля ID.

Таким образом, первичный ключ может включать несколько полей любых типов. Однако на практике самым распространенным видом ключа является счетчик - целочисленное поле, которое содержит увеличивающиеся значения.

Почему так? Это является отражением давнего спора между естественными и суррогатными ключами. Концепция естественных ключей утверждает, что в качестве ключа надо стараться использовать значения, реально существующие в предметной области, которую отражает база данных. Например, если мы разрабатываем систему учета людей для паспортного стола, то согласно этой концепции необходимо в качестве первичного ключа взять сочетание номера и серии паспорта. Действительно, каждый человек должен иметь свое уникальное сочетание номера и серии паспорта. Однако как быть с тем, что человек может поменять паспорт в течение жизни (в связи с достижением определенного возраста, при заключении брака и т. д.)? В этом случае нам будет необходимо сменить номер и серию паспорта, поставленные в соответствие конкретному человеку, т. е. фактически, сменить наш первичный ключ. Эго нежелательно с точки зрения разработки приложений баз данных: при разветвленной системе связей между таблицами (этому посвящена следующая глава) может понадобиться слишком много усилий разработчика для отслеживания этой ситуации.

Поэтому в большинстве случаев используется суррогатный ключ. Суррогатный - значит искусственный, т. е. не существующий в предметной области, которую описывает наша база данных, а созданный искусственно - для удобства разработки приложений базы данных.

Как уже было сказано, обычно первичным ключом является счетчик. Некоторые СУБД, такие, как Paradox и MS SQL, имеют специальный тип - счетчик (auto increment). При добавлении в таблицу новой записи значение поля с этим типом автоматически увеличивается на величину приращения - обычно на единицы. В InterBase нет поля типа счетчик, однако есть возможность реализовать подобное поведение. Для создания поля, которое бы заполнялось автоматически при добавлении записи в таблицу, используется совокупность средств: первым из них является генератор.

Что такое генератор! Говоря по-простому, генератор - это именованный счетчик. Внутри базы данных мы можем создать счегчик, дать ему уникальное имя в пределах этой базы и управлять значениями этого счетчика. Это и будет генератор. Чтобы это пояснить - вот пример предложений DDL:

В этом примере в первой строчке в базе данных создается генератор с именем gl, а во второй - этому генератору присваивается значение 2445. Теперь возникает вопрос, как нам использовать полученный генератор. Чтобы получать и изменять значения генераторов, существует встроенная в InterBase функция GEN_ID. Эта функция принимает в качестве параметров имя генератора и величину приращения, которую нужно применить к данному генератору, а возвращает целочисленное значение, соответствующее значению генератора, полученному в результате прибавления к нему приращения. Вот пример вызова функции GEN_ID в тригере или хранимой процедуре:

Чтобы получить значение генератора в клиентском приложении, можно воспользоваться таким запросом:

Так как в таблице RDB$ Database всегда содержится только одна запись, то мы получим в результате данного запроса значение генератора gl.

Здесь current_value - переменная (как использовать переменные в InterBase - см. в следующих главах), gl - генератор, 1 -приращение. В этом примере в переменную current_value попадет значение генератора gl после прибавления к нему приращения 1, т. е. следующее значение генератора!

Обратите внимание, что приращение может быть не равно единице! Более того, оно может быть даже отрицательным:

В результате выполнения этой функции текущее значение генератора gl уменьшиться на 23. Как видите, диапазон возможных применений генераторов довольно широк - его можно использовать не только для получения значений первичных ключей, но и для отслеживания глобальных изменений в базе данных.

Люди, знакомые с базами данных, могут задать вопрос: "А что будет, если одновременно несколько клиентов попробуют внести данные в одну и ту же таблицу и одновременно "дернут" генераторы? Получат ли они одно или разные значения генератора?" Однозначно, что они получат РАЗНЫЕ значения генератора. Какой бы "одновременной" ни была попытка получить значение генератора, каждый обратившийся получит свое уникальное значение. Это гарантируется самой "конструкцией" генераторов: они работают на самом низком уровне сервера и никакие процессы записи и вставки не влияют на них - часто говорят, что генераторы работают "вне контекста транзакций". Что такое транзакции, вы можете узнать в главе "Транзакции. Параметры транзакций" (ч. 1), а как устроены генераторы - в главе "Структура базы данных InterBase" (ч. 4).

Ну хорошо, в лице генераторов мы имеем надежный механизм для формирования уникальных первичных ключей. Однако как же нам воспользоваться этим механизмом? Как поместить получаемое от генератора значение в поле первичного ключа?

Для этого есть два способа - вставка первичного ключа на стороне клиента и на стороне сервера. Чтобы освоить первый способ, следует обратиться к главе "Использование основных компонентов FIBPlus", а чтобы понять второй - к главе "Триггеры" (ч. 1). Здесь мы лишь кратко скажем, в чем заключается суть обоих способов.

В случае формирования первичного ключа на клиенте происходит следующее. Когда сформирована запись, которая будет вставлена в базу данных, выполняется вызов функции GEN_ID(<имя генератора>,1) и полученное значение подставляется в сформированную запись. Происходит вставка в таблицу, при этом мы получаем гарантированно уникальный первичный ключ.

Второй способ - формирование первичного ключа на стороне сервера - вообще исключает всякую заботу на стороне клиента о том, каково будет значение первичного ключа. В этом случае при вставке записи срабатывает триггер - специальный объект базы данных, который может осуществлять какие-либо действия при вставке/удалении/изменении записей в таблицах. И в этом триггере происходит вызов функции GEN_ID, получение нужного значения генератора и вставка его в таблицу.

Достоинством второго способа является то, что при разработке клиентского приложения совершенно не надо заботиться о формировании первичного ключа, достаточно лишь раз написать нужный триггер. Но его недостатком является то, что мы не можем получить в приложении значение сформированного ключа сразу после вставки! При использовании первого способа мы, хотя и сами должны каждый раз при вставке первичного ключа заботиться о его формировании, можем получить его значение. Какой способ лучше - однозначно сказать нельзя, все зависит от конкретной задачи, но возможные варианты разрешения вопросов работы с первичным ключом будут еще не раз затронуты далее в этой книге.

Оглавление книги