小李的数据库之旅(下）

接上篇《小李的数据库之旅（上）》， 上回说到小李用一个中间逻辑层解决了普通人也能查询数据的问题， 很快新的挑战就来了。

4并发访问

校园的局域网很快就建立起来， 原来单机的软件纷纷转为支持网络访问的系统， 学校为了统一各系的信息系统管理， 要从现有的系统中择优选择一个，升级成局域网可访问的， 然后全校扩展。 小李的软件和数学系的，电子系的一起竞争， 相比而言，数学系的系统采用了网状的结构， 电子系的采用了层次结构， 无论是哪种结构， 使用者都需要知道精确的内部结构以后才有可能进行查询， 相比“李氏查询” 实在是太过繁琐。  小李的系统以很大的优势胜出了。 
小李刚学会了C语言， 觉得这种语言更加贴近硬件，效率更高，更适合写这些“系统级”的软件， 于是决定保留之前的设计， 然后用C重写。  
当然不仅仅是重构， 还包含了重要的功能增强：网络访问， 从单机软件变成了客户端-服务器结构(C/S)的软件。

学校购买了一个性能强劲的IBM服务器作为服务全校的中心数据节点， 小李的软件部署在了上面， 想着自己的软件被这么多教职工使用， 小李觉得很有成就感。 
好景不长， 小李很快就发现网络版软件的复杂度要远远超过单机版， 这不马上就有老师爆出了一个超级大问题。
王老师对一个学生的地址进行了更新， 张老师对另外一个学生的地址也做了更改， 后来发现王老师的修改不见了， 这是怎么回事？ 
小李看了代码，很快就发现在单机版的时候， 原来的操作都是基于整个文件的： 读入文件内容， 做修改， 然后写入文件， 很明显， 王老师的修改在前，张老师的修改在后， 王老师的被覆盖了。 
真是个严重的问题， 恰逢周末， 小李赶紧通宵达旦的修改， 升级系统，把基于文件的操作改变成基于行的操作： 每个人的修改只影响这一行。 
小李觉得这样应该没问题了， 可是很快就发生了两个人对同一行的修改： 
电子系的账户有1000元， 刘老师支取了300， 金老师支取了200 ， 最后账户的余额竟然是800元 ！ 实际应该是500元啊。 
这是个极为严重的错误， 系统被迫停止了几天专门来修复这个问题。 
一个解决的办法就是给这一行加锁， 在刘老师读取了1000元， 扣除300元，并且把700 写回到数据库之前， 不允许金老师操作，这样就不会乱掉了。

5原子性问题

小李找了几个同学，仔细的审查了程序，确保一些重要的更新操作都有行锁， 这次稍微松了一口气。 
可是一次非常偶然的系统故障有暴露了一个从没有想过的大问题：
当时电子系的账户有1000元， 数学系有2000元，  电子系要给数学系转账200元， 系统先扣除了电子系的账户钱的钱，变成了800 ， 正要往数学系上面增加余额的时候， 系统出了故障，崩溃了。 
重启以后，就发现电子系的余额是对的， 可是数学系还是2000元， 那200元丢了 ！
很明显， 转账这个操作，必须得是原子的： 要么全部发生， 要么根本不发生。 
小李决定把类似这样的操作叫做“事务”， 但是怎么实现呢？
小李苦思冥想，　终于放了一个大招：　记录日志　！　
在做真正的操作之前，先把要做的事记录下来形成日志（Log），这个日志中包括修改的数据项标识， 数据项的旧值（修改前的值）和新值（修改后的值）， 然后再进行真正的数据库修改。   
刚开始的时候事务处于活动状态， 只有所有的操作都正确无误的写入了磁盘，才会进入提交状态， 否则就要回滚修改。 
（码农翻身注： 除了原子性之外，事务还有持久性，隔离性，一致性，这里就不展开了）

6安全

 有一天系主任找到小李，提了一个全新的问题：“小李啊，能不能添加一点权限控制？ 比方说系里的财务状况只能我和财务人员知道， 现在每个人都可以查询，这成什么样子？”
小李心想确实是这样， 一个没有权限控制的系统是非常危险的， 尤其是随意删除， 那还了得？！
赶紧加上一个权限系统， 小李想了想，  先定义三大类权限：1. 对数据操作的， 例如SELECT, UPDATE, INSERT等2. 对结构操作的， 例如创建表，修改表，等3. 做管理的， 例如备份数据， 创建用户等
然后就可以把这些权限授予某个用户了， 很多时候，还需要把表附加上， 像这样：GRANT  SELECT on 财务表 to  系主任GRANT  CREATE_TABLE to 张老师
（码农翻身注： 这里模仿了mysql）
解决了如此多棘手的问题以后， 小李的信息系统已经非常复杂了，实际上，这个系统的中间层完全可以剥离出来，形成一个完整的软件了， 小李把它称为：数据库

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