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出版者:水利

作者:黎能武 编

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2005-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787508425443

丛书系列:

图书标签:

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深入解析现代数据库与应用开发：超越可视化工具的实践之路 书籍定位： 本书旨在为读者提供一套严谨、深入且富有前瞻性的数据库系统原理、现代应用架构设计以及高效编程实践的知识体系。它超越了特定开发工具的界面操作，聚焦于构建健壮、可维护、高性能信息系统的核心技术和设计哲学。 目标读者： 本书面向具备一定编程基础，希望深入理解数据库底层机制、掌握复杂业务系统架构设计、并致力于提升软件工程实践水平的开发者、系统分析师以及技术管理者。 核心内容概述： 本书结构分为四大核心模块，旨在构建一个从理论基石到高级实践的完整知识链条： 第一部分：关系代数与数据存储的基石 (Foundation of Data Storage and Relational Algebra) 本部分将彻底剖析关系型数据库管理系统的核心理论，为后续的系统设计打下坚实的基础。我们不满足于仅会写SQL语句，而是深入探讨数据是如何被组织、存储和检索的。 1. 关系模型的严谨性与范式理论的实践应用： 深入探讨第一、第二、第三范式，以及BCNF（巴斯-科德范式）的判定与应用场景。重点剖析冗余数据产生的根源及其对事务一致性的潜在威胁。我们将通过具体的业务案例，演示如何通过恰当的范式分解，优化数据结构的完整性和可扩展性。此外，还将涉及超键、候选键、主键的唯一性与完整性约束的底层实现逻辑。 2. 存储结构与物理访问路径： 详细解析数据页（Page）的概念、行记录的物理布局（Header、Data Area、Null Bitmap），以及记录在页内的组织方式（如：堆表与页内指针）。深入探究索引的内部结构——B+树（B+ Tree）。内容包括B+树的阶（Order）、页分裂（Page Split）的触发机制、多级索引的查找过程，以及为什么B+树比B树更适合作为数据库的索引结构。重点讨论聚簇索引（Clustered Index）和非聚簇索引（Secondary Index）的区别及其对查询性能的影响。 3. 事务管理与并发控制的艺术： 详尽阐述ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）的内部保障机制。针对隔离性，我们将剖析SQL标准定义的四种隔离级别（Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable）在实际数据库引擎中的具体实现（如锁粒度、MVCC多版本并发控制的原理和开销）。并发控制部分，我们将重点探讨两阶段锁定协议（2PL），以及如何使用乐观锁和悲观锁来解决特定业务场景下的数据冲突问题。 第二部分：高性能查询优化与SQL引擎深度剖析 (High-Performance Query Optimization and SQL Engine Deep Dive) 本部分将从“如何让系统跑得更快”的角度出发，揭示查询优化器的决策过程，并教授读者如何驾驭复杂的查询。 1. 查询处理的生命周期： 分解SQL语句从解析（Parsing）、重写（Rewriting）到生成执行计划（Execution Plan Generation）的全过程。重点分析SQL重写器如何将非规范化的查询（如包含子查询或视图的复杂查询）转化为更优的逻辑执行计划。 2. 执行计划的解读与调优： 系统性地讲解如何阅读和分析数据库生成的执行计划。详述常见的操作符，如Table Scan, Index Seek, Index Scan, Nested Loops Join, Hash Join, Merge Join的工作原理、资源消耗（CPU/IO），以及何时选择使用它们。书中将包含大量真实世界中“慢查询”的案例，演示如何通过分析执行计划，定位到是索引缺失、统计信息过时，还是Join顺序选择不当导致的性能瓶颈。 3. 统计信息与代价模型： 深入探讨查询优化器如何依赖统计信息（Cardinality Estimates）来估算操作成本。讲解直方图（Histograms）的作用，以及如何通过手动更新或自动维护统计信息来确保优化器做出正确的选择。对于复杂的JOIN操作，我们将分析笛卡尔积的爆炸性增长，以及优化器如何利用启发式算法来寻找最优的Join Order。 第三部分：现代应用架构与数据服务层设计 (Modern Application Architecture and Data Service Layer Design) 本书将视野拓展到应用层面，讨论如何将数据库能力安全、高效地封装并暴露给上层业务逻辑。 1. 数据访问层（DAL）的设计模式： 超越简单的CRUD操作封装。介绍Repository模式、Unit of Work模式在实现领域驱动设计（DDD）中的数据持久化层的作用。重点讨论如何设计一个抽象的数据访问接口，以实现未来数据库迁移（如从传统关系型到NoSQL或NewSQL）时的最小化代码入侵。 2. 关系型数据与面向对象编程的“阻抗失配”： 深入分析ORM（对象关系映射）工具的优势与局限性。讨论如何平衡ORM带来的开发效率与在复杂查询场景下对原生SQL的控制需求。介绍Lazy Loading和Eager Loading的陷阱，并提供避免N+1查询问题的最佳实践。 3. 分布式数据服务与水平扩展策略： 讨论当单机数据库无法满足高并发写入需求时，系统需要引入的扩展策略。介绍读/写分离（Read/Write Splitting）的实现细节，以及数据分片（Sharding）的常见策略（如Hash Sharding, Range Sharding），并讨论分片带来的事务一致性和跨分片查询的挑战与解决方案。 第四部分：企业级应用中的数据安全与维护 (Data Security and Maintenance in Enterprise Applications) 高质量的系统不仅要能运行，还要能长期稳定运行并保障数据安全。 1. 存储过程与数据库安全： 探讨在存储过程中实现业务逻辑的利弊权衡。重点讲解如何使用参数化查询和预编译语句来有效防御SQL注入攻击。讨论数据库用户的权限模型设计，遵循“最小权限原则”的具体实施步骤。 2. 备份、恢复与高可用性策略： 系统梳理逻辑备份（如Dump/Restore）和物理备份（如日志归档、Point-in-Time Recovery）的工作流程。介绍主从复制（Replication）的延迟问题，以及集群化技术（如仲裁机制、故障转移）在高可用（HA）架构中的核心作用。 3. 性能监控与容量规划： 介绍关键性能指标（KPIs），如TPS、响应时间、锁等待比例、缓存命中率的采集与分析方法。讲解如何通过系统监控工具洞察数据库的瓶颈，并基于历史数据进行合理的硬件和资源容量规划，确保系统在业务高峰期的平稳运行。 结语： 本书旨在培养读者对数据存储和管理技术的“内功心法”，使之能够脱离特定工具的限制，无论面对何种新的数据技术挑战，都能迅速构建出高效、可靠的企业级信息系统。学习本书，您将从一个“会使用数据库的开发者”，蜕变为一个“精通数据架构的工程师”。

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