Cерьезные отношения: паттерны проектирования реляционных СУБД

Открытый семинар для студентов в компании CUSTIS (30 октября 2014 года).
Лектор: Максим Зинченко, ведущий разработчик Java/Oracle.

Transcript

1. 30 октября 2014 года Серьёзные отношения: паттерны проектирования реляционных СУБД Максим Зинченко Oracle/Java разработчик
2. Кто я? Что я здесь делаю?  Окончил МИФИ  В IT работаю 13 лет  Программирую – 20 лет  Работаю в CUSTIS 5 лет  Oracle => Java 2/69
3. План  Вводная  Паттерны?  Парадигмы  Паттерны для СУБД: что это?  Отношения объектов  Отношения классов  Перекус  Практика Скучная часть Веселье 3/69
4. Паттерны для проектирования СУБД 4/69
5. Паттерны?  Что такое шаблоны проектирования?  Стандартные решения типовых задач  Зачем нужны?  Передача опыта  Упрощение коммуникаций 5/69
6. Парадигмы программирования  Императивная (структурная, ООП, …) Делай, что сказано! 6/69
7. Парадигмы программирования  Императивная (структурная, ООП, …)  Декларативная 7/69
8. Парадигмы программирования  Императивная (структурная, ООП, …)  Декларативная  Функциональная 8/69
9. Парадигмы программирования  Стандартный язык для СУБД – SQL  SQL состоит из двух основных частей  Описание структур (DDL)  Описание запросов (DML)  Обе части декларативные 9/69
10. Парадигмы программирования  В приложении часто сочетаются разные парадигмы Императивная часть Декларативная часть 10/69
11. Парадигмы программирования  Использование разных парадигм  В основном эти части пересекаются в сущностях и их отношениях 11/69
12. Парадигмы программирования  Обычно императивной части уделяют больше внимания DDD 12/69
13. План  Вводная  Паттерны?  Парадигмы  Паттерны для СУБД: что это?  Отношения объектов  Отношения классов  Перекус  Практика Мы здесь 13/69
14. Паттерны проектирования  В основном проработаны для императивных языков (особенно ООП)  Нам не интересны поведенческие, только структурные  Почти все они есть в UML  Такие паттерны можно реализовать и в декларативной части 14/69
15. Паттерны проектирования  Из модели должна следовать реализация во всех частях программы  Будем считать паттернами СУБД адаптацию структурных паттернов, используемых в модели, к реляционной структуре 15/69
16. Паттерны отношений объектов  Вводная  Паттерны?  Парадигмы  Паттерны для СУБД: что это?  Отношения объектов  Отношения классов  Перекус  Практика Мы здесь 16/69
17. Паттерны отношений объектов  Отношения объектов разных классов  Отношения объектов одного класса 17/69
18. 18/69
19. Отношения объектов разных классов  Отношения между экземплярами  По UML:  Ассоциации  Агрегации  Композиции 19/69
20. Схема для примеров 20/69
21. Ассоциации  «Союз равных»  Реализация сильно зависит от кратности 21/69
22. Один ко многим (1:N)  Классический вариант – FOREIGN KEY 22/69
23. Один ко многим (1:N)  Классический вариант – FOREIGN KEY  Мягкая ссылка  Часто делается отключенный FK 23/69
24. Один к одному (1:1)  Сводим к 1:N 24/69
25. Один к одному (1:1)  Сводим к 1:N  Единый ключ (PRIMARY KEY) 25/69
26. Много ко многим (M:N)  Всегда сводится к двум 1:N  Например А нужен ли он? 26/69
27. Много ко многим (M:N)  Можно реализовать через NESTED с ключами 27/69
28. Агрегация  «Слегка неравные» отношения  Всё также как с ассоциацией, но:  дополняем FK on delete set null  аналогично для мягких ссылок правим код 28/69
29. Композиция  «Сильно неравные» отношения  Всё также как с ассоциацией, но  дополняем FK on delete cascade  аналогично для мягких ссылок правим код 29/69
30. Композиция  Существует специальный способ реализации:  вложенная таблица (NESTED)  Используйте осторожно! 30/69
31. Отношения внутри одного класса  Последовательность  Иерархия  Граф  Синглтон  Перечисление 31/69
32. Последовательность  Что такое последовательность (sequence) объектов?  По сути это 1:1 {sorted} 32/69
33. Последовательность  Сводим к 1:N и уникальности  Заметили проблемы? {sorted} 33/69
34. Последовательность  Сводим к 1:N и уникальности  Упорядочиваем по полю 34/69
35. Последовательность  Сводим к 1:N и уникальности  Упорядочиваем по полю  Упорядочиваем по полю в контексте 35/69
36. Иерархия  Что такое иерархия объектов?  Глава 1  Глава 1.1  Глава 1.2  Глава 1.2.1  Глава 1.3  Глава 2 …  По сути это 1:N 36/69
37. Иерархия  Реализуем как 1:N через FK 37/69
38. Иерархия  Реализуем как 1:N через мягкую ссылку 38/69
39. Иерархия  Особый способ реализации  Путь к файлу C:\Windows\System32\cmd.exe  Нумерация разделов в оглавлении Глава 1.7.4 39/69
40. Иерархия  Особый способ реализации  Уникальность полного пути  Возможны ссылки на полный путь 40/69
41. Иерархия  Иногда используется для ассоциаций  Это не совсем целевое назначение, но иногда допустимо  Все паттерны для одного класса ограниченно применимы для разных классов 41/69
42. Граф  Что такое граф? 42/69
43. Граф  Что такое граф? 43/69
44. Граф  Что такое граф?  Это отношение N:M внутри одного класса 44/69
45. Граф  Что такое граф?  Ориентированный  Реализуем N:M между узлами  Не ориентированный  Храним как ориентированный с правилом упорядочивания  Храним по два ребра 45/69
46. Граф  Бойтесь графов! 46/69
47. Циклы  Циклы могут быть во всех перечисленных отношениях  Проверка Проверка циклов не тривиальна Нельзя наложить простое условие на отсутствие циклов (только триггер) 47/69
48. Синглтон (Одиночка, Singleton)  Что такое синглтон?  Что такое хранимый синглтон?  Необязательный (0–1)  Запрет создания новых  Права, триггеры, ограничения уникальности…  Обязательный (1–1)  Запрет удаления  Права, триггеры, … 48/69
49. Перечисление (enumeration)  Что такое перечисление?  Строго заданный набор объектов  Можно не хранить в СУБД  Строковое поле с идентификатором и ограничением CHECK  Можно хранить как обычную сущность  Удобство ссылки на строковый код 49/69
50. Паттерны отношений классов  Вводная  Паттерны?  Парадигмы  Паттерны для СУБД: что это?  Отношения объектов  Отношения классов  Перекус  Практика Мы здесь 50/69
51. Отношения классов  Отношения между классами, а не экземплярами  Отношения между объектами метаинформации 51/69
52. Отношения классов  Наследование (обобщение)  Реализация (интерфейс)  Зависимость  Рефлексия (поведенческий) 52/69
53. Наследование (обобщение)  Наследования поведения почти нет, в основном структура 53/69
54. Наследование (обобщение)  А нужно ли на уровне хранения учитывать наследование? Не имеет отношений 54/69
55. Наследование (обобщение)  А нужно ли на уровне хранения учитывать наследование? Имеет отношения 55/69
56. Наследование (обобщение)  А нужно ли на уровне хранения учитывать наследование?  Будут ли в отношениях объектов участвовать предки?  Нет = можно не рассматривать классы как связанные  Да = придется рассматривать 56/69
57. Наследование (обобщение)  Одна таблица и дискриминатор Humans id type sex birthday name degree 1 PROFESSOR M 02/03/76 Иванов И. П. CANDIDATE 2 STUDENT M 01/07/94 Петров С. И. 3 PROFESSOR F 05/12/63 Сидорова А. Е. DOCTOR 4 STUDENT F 17/10/95 Неизвестная А. М. 5 STUDENT M 04/02/95 Криворуков П. Р. 57/69
58. Наследование (обобщение)  Одна таблица и дискриминатор  Разбиение на таблицы id type sex birthday name 1 PROFESSOR M 02/03/76 Иванов И.П. 2 STUDENT M 01/07/94 Петров С.И. 3 PROFESSOR F 05/12/63 Сидорова А.Е. 4 STUDENT F 17/10/95 Неизвестная А.М. 5 STUDENT M 04/02/95 Криворуков П.Р. Humans Students Professors id 2 4 5 id degree 1 CANDIDATE 3 DOCTOR 58/69
59. Наследование (обобщение)  Одна таблица и дискриминатор  Разбиение на таблицы  Нужен ли здесь дискриминатор? 59/69
60. Наследование (обобщение)  Одна таблица и дискриминатор  Разбиение на таблицы  Множественное наследование 60/69
61. Реализация (интерфейс) 61/69
62. Реализация (интерфейс)  Обычно реализуется через представления CREATE VIEW CODED_ENTITY AS SELECT id, code FROM … UNION ALL SELECT code FROM … … 62/69
63. Реализация (интерфейс)  Обычно реализуется через представления 63/69
64. Реализация (интерфейс)  Можно реализовать как множественное наследование 64/69
65. Зависимость  Можно реализовать через триггеры на DDL или автогенерацию 65/69
66. Рефлексия  В стандарте нет  Практически во всех СУБД доступна  Есть в стандартных обертках для СУБД (JDBC…) 66/69
67. План  Вводная  Паттерны?  Парадигмы  Паттерны для СУБД: что это?  Отношения объектов  Отношения классов  Перекус  Практика Мы здесь 67/69
68. 68/69
69. Спасибо! Вопросы? Максим Зинченко zinchenko@custis.ru 69/69