为什么要使用数据库？

2020-04-20 14:41发布

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Lousiy
2楼 · 2020-04-20 15:00

以一个简单的例子入手，假设现在要求你做一个简单的电影信息检索的网站，以供查询演员信息和电影信息，这些数据都存在普通文件中等待检索请求。


假设在文件中，数据以CVS的格式组织：

Actors.txt（name, gender,country）结构如下：

"Jacky Chan", “male”, "China"
"Tony Jaa", “male”,"Thailand"
"Tom Hanks", “male”, "USA"
“Jennifer Lawrence”, “female”, ”USA”

Movies.txt(name, protagonist, year) 结构如下：

"Rush Hour", “Jacky Chan”, 1998 
"Hunger Game", “Jennifer Lawrence”,2012
"Saving Private Ryan", “Tom Hanks”, 1998
"Sally", “Tom Hanks”, 2016


第一个请求，我要查询Saving Private Ryan上映的年份，是不是得用以下遍历函数：

for line in file: 
  record = parse(line)
      if "Saving Private Ryan"== record[0]: 
          print int(record[1])

可想而知，当某个文件有几百G的时候，你运行这样的查找程序试试？扫描文件，多次IO会让查询异常缓慢。这样的响应时间，任何应用恐怕都不能接受。即使全部数据全部放在内存，没有索引支撑，遍历一遍也是相当耗时的。然而，有了数据库，各种索引技术、内存缓存技术轻而易举的解决这个问题。


然后，我们再来考虑数据完整的问题（DATA INTEGRITY）。

（1）Movies.txt包含两条Tom Hanks主演电影，如何确保这两条记录里的Tom Hanks是同一个人？如何确定不是重名的演员？

（2）假如有人修改Movies.txt中某条记录的year属性为201y这种无效的年份表达怎么办？

（3）一部电影有多个主演时，这种情况该怎么存储？

显然文件系统不会考虑这些问题，作为网站的开发者，光考虑解决这些问题头都要爆炸了吧。而数据库的各种完整性约束会制定一些规则，保证数据的有效、完整、正确、一致。


此外，作为一个网站，每天成千上万的用户访问必不可少吧。那么当多个用户检索、修改同一文件里的数据时怎么处理？多个线程并发写一个文件、甚至写同一条记录时如何处理？在并发写的情况下，如果像文件系统一样，没有任何保证机制，难以想象数据会被写成什么样子。数据库的并发控制机制（基于锁、基于快照等）专门解决这类问题。


最后，关于数据的持久性。当正在更新某条记录时，系统崩溃了，这条数据会怎么处理？

另外，为防止磁盘损坏数据丢失，如何将数据高效的复制到另一台机器上做备份？文件系统显然不会考虑这些，但数据库系统却有相关机制保证数据持久正确可用。


数据面临的问题实在太多了，如果这些都要应用开发者去亲自处理，那这个工程得巨大到什么程度？这个时候，数据库的重要性就不言而喻了。


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