这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 3 天。
前言
RDBMS（关系型数据库）是目前使用最为广泛的数据库之一，同时也是整个信息化时代的基石。本节课程通过生活中常见的场景向大家介绍RDBMS的作用、发展历程等。接着将分别从 SQL 执行流程、 SQL 引擎、存储引擎及事务引擎出发，讲解储存与数据库的核心技术。最后，作为国内数据规模最大的互联网公司之一，字节内部有成千上万套RDBMS系统，这里以红包雨为案例为主，展示了字节是如何解决大流量、流量突增、高可靠等问题。
经典案例
RDBMS 事务 ACID
- 事务(Transaction):是由一组SQL语句组成的一个程序执行单元(Unit)，它需要满足ACID特性。
BEGIN;
UPDATE account_ table SET balance = balance - '小目标' WHERE name ='抖音' ;
UPDATE account_ table SET balance = balance + '小目标' WHERE name ='杨洋' ;
COMMIT;
这些语句组合在一起就形成了一个程序的执行单元，也就是上述所说的“事务”。
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ACID:
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原子性(A tomicity):事务是一个不可再分割的工作单元，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。
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一致性(C onsistency):数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。
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隔离性(I solation):多个事务并发访问时，事务之间是隔离的，一个事务不应该影响其它事务运行效果。
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持久性(D urability):在事务完成以后，该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。
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DBMS的发展历程
DBMS数据模型
| 网状模型 | 层次模型 | 关系模型 | |
|---|---|---|---|
| 优势 | 能直接描述现实世界；存取效率较高 | 结构简单；查询效率高；可以提供较好的完整性支持 | 实体及实体间的的联系都通过二维表结构表示；可以方便的表示M:N关系；数据访问路径对用户透明 |
| 劣势 | 结构复杂；用户不易使用；访问程序设计复杂 | 无法表示M:N的关系；插入、删除限制多；遍历子节点必须经过父节点；访问程序设计复杂 | 关联查询效率不够高；关系必须规范化 |
SQL语言
1974年IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin将Codd关系数据库的12条准则的数学定义以简单的关键字语法表现出来，里程碑式地提出了SQL(Structured Query Language)语言。
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SQL语言的优势
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语法风格接近自然语言
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高度非过程化
非关系数据模型的数据操纵语言是面向过程的语言，用其完成用户请求时，必须指定存取路径。而用SQL进行数据操作，用户只需提出”做什么”，而不必指明“怎么做”，因此用户无须了解存取路径，存取路径的选择以及SQL语句的操作过程由系统自动完成。这不但大大减轻了用户负担，而且有利于提高数据独立性。
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面向集合的操作方式
SQL采用集合操作方式，不仅查找结果可以是元组的集合，而且一次插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。
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语言简洁，易学易用
SQL功能极强，但由于设计巧妙，语言十分简洁，完成数据定义、数据操纵、数据控制的核心功能只用了9个动词: CREATE、ALTER、 DROP、SELECT、 INSERT、 UPDATE、 DELETE、 GRANT、REVOKE。 且SQL语言语法简单， 接近英语口语，因此容易学习，也容易使用。
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关键技术
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SQL引擎
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查询解析: SQL 语言接近自然语言，入门容易。但是各种关键字、操作符组合起来，可以表达丰富的语意。因此想要处理SQL命令 ，首先将文本解析成结构化数据，也就是抽象语法树(AST)
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查询优化: SQL是一门表意的语言，只是说「要做什么」，而不说「怎么做]。所以需要一些复杂的逻辑选择「如何拿数据」，也就是选择一个好的查询计划。 优化器的作用根据AST优化产生最优执行计划(Plan Tree)
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查询执行:根据查询计划，完成数据读取、处理、写入等操作。
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事务引擎:处理事务-致性、并发、读写隔离等
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存储引擎:内存中的数据缓存区、数据文件、日志文件
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