Database Concepts for Backend Beginners

後端入門可以了解的資料庫概念

#unsorted

什麼是資料庫？

資料庫就是一個儲存資料的軟體，根據儲存資料性質不同，合適的資料庫種類也會不同。就常見的資料庫管理系統（DBMS）來說會分成：

SQL Database = Relational Database
NoSQL Database = Non-Relational Database

CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS my-note;

CREATE TABLE my-note.notes (
  id bigint NOT NULL PRIMARY KEY,
  user_id int NOT NULL,
  text text,
  created_at timestamp NOT NULL DEFAULT now(),
  updated_at timestamp NOT NULL DEFAULT now()
);

CREATE TABLE my-note.users (
  id int NOT NULL PRIMARY KEY,
  email varchar(255) NOT NULL UNIQUE,
  password varchar(255) NOT NULL
);

ALTER TABLE my-note.notes ADD CONSTRAINT notes_user_id_users_id_fk FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES my-note.users (id);

SQL 資料庫會需要預先用 SQL 語法定義資料格式（Schema），最終資料儲存在類似表單的格式當中，而 NoSQL 的儲存方式就非常多元，儲存於 document、column、graph、key-value ……等方式都有，根據儲存不同類型的資料你會需要選擇不同特性的資料庫。

關聯式資料庫（Relational Database）是最為廣泛且經歷過考驗的資料庫種類，因為它通常保障了資料的正確性藉由遵循 ACID 特性的 Transaction。

什麼是 Transaction？

試想一個訂票系統，如果重複的對資料庫資料進行無規劃的更動便可能導致資料不正確，像是購票事件可能相互干擾，由於相互競爭改寫資料導致明明沒票了卻還買得到票的狀況，為了保障資料的正確性才有了 Transaction 的概念。

群組行為：多個資料庫操作行為可以被放入 Transaction 當中，像是新增、更新或刪除。
完全成功或失敗：遵循完全成功或失敗的結果，如果失敗就完全回滾至執行前的狀態，不存在改寫資料執行一半失敗的問題。
隔離：Transaction 之間完全隔離或有條件的隔離，讓操作不相互影響。

具體來說 Transaction 會是一個 SQL 語法可以設置以執行嚴謹的資料改動，通常為了在效率與正確性間進行取捨，不同 Transaction 隔離的程度會被採用。

什麼是 ACID？

ACID（Atomicity, Consistency, Isolation, and Durability）是資料庫 transaction 可以具備的四大屬性，不同的資料庫對於屬性的實踐方式和程度不同。

原子性（Atomicity） = Transaction 作為操作的最小單位，結果只能成功或失敗。
一致性（Consistency） = 確保有誤的資料不會影響資料庫，資料只能是遵守規則且合法的形式被儲存。
隔離（Isolation） = 確保 Transaction 相互隔離就算同時間發生。
持久性（Durability） = 確保 Transaction 成功結束後資料是永久儲存的。

什麼是資料庫正規化（Normalization）

一種資料庫的設計技巧，目的是為了減少資料庫中重複資料並確保資料的一致性，一般來說，資料庫設計都會盡量滿足 3NF，但有時為了性能考慮，可能會做出一些妥協。

第一正規化形式（1NF）：確保每個欄位都是原子性的，也就是說，每個欄位只能包含一個值，不能包含多個值或一個子表。
第二正規化形式（2NF）：在滿足 1NF 的基礎上，要求每個非關鍵屬性完全依賴於候選鍵。
第三正規化形式（3NF）：在滿足 2NF 的基礎上，要求每個非關鍵屬性不依賴於其他非關鍵屬性。

我該選擇哪種資料庫

市面上常見的有以下選項：

MySQL - 開源
PostgreSQL - 開源
SQLite - 本地輕量級儲存解決方案
MSSQL - 想吃 MS 全家桶可以採用

總結

以上資料庫議題都很重要且還有更多可以深掘的細節，先單純把學到的知識紀錄一下，未來個別用更多文章詳細描述 :)

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