初学者がまず知っておきたいDB用語

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ACID トランザクション DB 初学者向け DB テキストリンク

スクールなどではフレームワークの使い方や教材に沿ったアプリ開発などを学ぶと思いますが、圧倒的に基礎が足りていない状態だと思います。
面接官は結構そのことを見抜いていて、DBに関する質問をよく投げてきます。
「インデックスは貼ったか」「正規化とはなにか」「トランザクションは説明できるか」など。。。

これらは基本情報を勉強していると必ず出てくる知識ですので、先輩の言うことがわからないという状況を
回避するためにも抑えておくことが望ましいと思います。
ここでは最も汎用的なリレーショナルデータベースを基に頻出用語に触れていきます。

DBとは

DBMSはDBの定義や操作制御などの機能をもつミドルウェア。
特定の処理を行う応用ソフトウェアと、HWとの仲介役となる基本ソフトウェアの間に位置します。
見た目がエクセルのようにみえますが、エクセルはデータから表を表現するためのソフト、DBはデータを貯めたり提供したりするミドルウェアです。

正規化

DBの重複除去や整合性を保つために行う一連の操作のことを、正規化といいます。

正規化

http://kanauka.o-oku.jp/4_jyohosystem/visio/seikika.gif

繰り返し部分の切り出すことを第１正規型といいます。

関数従属

主キーが決まれば列の値が一意に定まる関係を関数従属という。

https://image.itmedia.co.jp/ait/articles/1703/01/r20_08-01b.jpg

主キーに関数従属した表を切り出すと第２正規型
主キー以外に関数従属している表を切り出すと第３正規型となる

主キー

テーブル内で内容が重複しない＋空でないキー
複数の列を組み合わせれば一意になるキーは複合キーという

外部キー

表と表を関係付けるため、他の表の主キーを参照すること

https://xtech.nikkei.com/it/members/ITPro/ITBASIC/20000919/1/zu02.gif

インデックス

インデックスは「探すレコードを識別するデータの項目」「対象レコードの格納位置を示すポインタ」で構成されており、これを利用してデータの格納位置を特定し、その位置を直接アクセスする事で、表の検索速度を上げることができます。

3層スキーマ

データの独立性を高める目的

  • 外部スキーマ　ユーザがアプリケーションから見るデータ群
  • 概念スキーマ　DBそのもの、テーブル設計、キー設定、リレーションなど開発者が見る部分
  • 内部スキーマ　ディスクにどう格納するかの設計

https://image.itmedia.co.jp/ait/articles/1703/01/r20_04-01.PNG

トランザクション管理と排他制御

トランザクション

複数人同時にカラムやテーブルを編集してしまったときに不整合が起きないようにする仕組み

排他制御

データをロックする機能
- 共有ロック　他のユーザも読むことはできる
- 専有ロック 読み書きできない

複数のトランザクションでお互いにロックを掛けてしまい、永遠に解除を待ち続ける状態をデッドロックという

ACID特性

  • Atomicity 正常に終われば処理、異常なら実行しない
  • Consistency　DBの内容に矛盾がないこと
  • Isolation 複数人で同時にクエリが実行されても相互に影響させない様にする
  • Durability　障害が発生してもトランザクションの更新結果は保証される（復旧手段が保証される）

https://itmanabi.com/wp-content/uploads/2020/02/referential-integrity-destroy.png

ストアドプロシージャ

SQL文を1つのプログラムにまとめ、DBMS側に保存しておくこと。
クライアントはプロシージャを呼び出すだけで実行できる＝通信量削減

関数的な使い方ができる

CREATE PROCEDURE sample02( IN x INT )
SELECT x + 1;
実行結果
mysql> CALL sample02( 2 );
+-------+
| x + 1 |
+-------+
|     3 |
+-------+
1 row in set (0.00 sec)

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

DB障害管理

バックアップやジャーナルファイルを使う。
バックアップはDB自体のデータ、
ジャーナルはバックアップ前後の差分をログファイルとして更新履歴を管理するものです。

コミットとロールバック

トランザクションのAtomicityに従って更新処理の確定をする＝コミット
送金主の残高は減っているのに受け取り側の残高が増えていないといった事象を防ぐ

障害が発生した場合は、トランザクションを破棄し更新前ジャーナルを使ってロールバックする

分散DBと2相コミット

見かけ上1つのDBだが各サイトに散してシステムが組まれている場合がある。
コミットするとき、全てのサイトに問合せ、全て処理可能な状況なら許容する。
1つでも不可ならロールバックする。これを２相コミットという。

ロールフォワード

HW障害などでDBが機能しなくなった場合、バックアップファイルから復元し、以降を更新後ジャーナルに従って反映させていく。
一連の手順をロールフォワードという。

https://static.wixstatic.com/media/b51750_382d3f3d0bdf4ea782a23d6c5288e1cc~mv2.png/v1/fit/w_320%2Ch_403%2Cal_c%2Cq_80/file.png

続きまして、アルサーガパートナーズ Advent Calendar 2020 8日目の記事は @miumi さんのCGIについてです