什麼是 SQL (結構化查詢語言)

SQL (Structured Query Language)，中文則為 結構化查詢語言 是一種用於管理 關聯式資料庫管理系統 (RDBMS) 的程式語言。讓使用者可以執行各種數據操作，包括查詢、更新、插入和刪除數據

SQL 的基本語法：

1. 查詢： SELECT * FROM table;
2. 插入： INSERT INTO table (column1, column2) VALUES (value1, value2);
3. 更新： UPDATE table SET column1 = value1 WHERE condition;
4. 刪除： DELETE FROM table WHERE condition;

• 這些語法在後續的章節都會詳細介紹到

那什麼是 關聯式資料庫管理系統 (RDBMS) 呢？

什麼是 RDBMS (關聯式資料庫管理系統)

RDBMS (Relational Database Management System) 其中文為 關聯式資料庫管理系統，是一種用於存儲、檢索、定義和管理關聯式資料庫 (Relational database) 的軟體系統

主要特色

1. 數據結構：使用 table (資料表) 來組織儲存的資料。每個 table (資料表) 中有多個 Column (欄位) 和多個 Row (列)

   舉例來說，如果有一個 會員 的 table (資料表)，它可能像這樣：

   姓名	年齡	電話

   | 張三 | 28 | 0932xxxxxx | <-- 這是一個 Row |
   | 李四 | 27 | 0912xxxxxx | |
   | 每個直排都是一個 Column | | | |

2. 數據完整性和一致性：通過設定約束（例如，主鍵（Primary Key）、外鍵（Foreign Key）、唯一性約束（Unique Constraint）等）來確保數據的完整性和一致性。

3. 數據查詢和操作：提供一種專用的查詢語言，即SQL（Structured Query Language），用於數據檢索和操作。

4. ACID 特性：即為 Atomicity (原子性)、Consistency (一致性)、Isolation (隔離性)、Durability (持久性)，用來確保資料的一致性以及可靠性

ACID 特性

因為 ACID 特性 很重要，所以特別詳細介紹一下

1. 原子性(Atomicity)： 原子性確保了一個交易（Transaction）中的所有操作只有全部成功，或是全部失敗這兩種選項。這也就是表示，即使只有一個步驟失敗，整個交易都會被回滾（Rollback）

你可以想像成假設你在線上商店購買了一個產品，
這個過程可能包括扣款和更新庫存兩個操作，
如果任何一個操作失敗（例如，扣款成功但庫存更新失敗），
原子性（Atomicity）會確保整個交易被取消，並將已扣款退回

-- 假設有一個名為 orders 的資料表和一個名為 inventory 的資料表

BEGIN;
    -- 扣款
    UPDATE orders SET amount = amount - p_amount WHERE order_id = 1;

    -- 更新庫存
    UPDATE inventory SET stock = stock - 1 WHERE product_id = 100;

    -- 檢查是否有錯誤，例如庫存不足
    IF FOUND THEN
        COMMIT;
    ELSE
        ROLLBACK;
        RAISE 'Error occurred, transaction rolled back';
    END IF;
EXCEPTION
    WHEN OTHERS THEN
        ROLLBACK;
        RAISE;
END;

2. 一致性(Consistency)：確保交易將資料庫從一個一致的狀態轉變到另一個一致的狀態，不會違反任何完整性約束（Integrity Constraints）

你可以想像一個在銀行轉帳的例子，
假如你從一個帳戶轉出 100 元到另一個帳戶，
那麼這個過程必須保持一致性，確保總金額不變

-- 假設有一個銀行帳戶資料表bank_accounts

-- 轉帳
BEGIN
    -- 扣款
    UPDATE bank_accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 99;

    -- 存款
    UPDATE bank_accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 100;

    -- 檢查一致性約束，例如不允許餘額為負
    IF EXISTS (SELECT * FROM bank_accounts WHERE balance < 0) THEN
        ROLLBACK;
    ELSE
        COMMIT;
    END IF;
EXCEPTION
    WHEN OTHERS THEN
        ROLLBACK;
        RAISE;
END;

3. 隔離性(Isolation)：是指即使多個交易同時進行，每個交易也應該獨立於其他交易。這意味著一個交易的執行不應該被其他交易干擾

假設兩個用戶同時在線上商店購買最後一件特定產品，
隔離性確保這兩個交易不會互相干擾，
只有一個交易會成功完成，而另一個會因為庫存不足而失敗

-- 在SQL Server中，你可以設定隔離級別

-- 設定隔離級別
BEGIN;
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

-- 購買最後一件產品
UPDATE inventory SET stock = stock - 1 WHERE product_id = 101 AND stock > 0;

COMMIT;

4. 持久性(Durability)：確保一旦交易被確認，其變更將永久地保存在資料庫中，即使在系統故障後也不會丟失

在一個訂票系統中，如果你成功購買了一張飛機票，
除非存放空間的硬體受損
不然的話即使系統後來發生故障，你的訂票資訊也會被永久保存，
不會因為故障而消失

BEGIN;

-- 購買飛機票
INSERT INTO tickets (user_id, flight_id) VALUES (1, 1001);

COMMIT;

常見的RDBMS軟體

• Oracle Database
• Microsoft SQL Server
• MySQL
• PostgreSQL
• IBM Db2
• SQLite

結語

今天先介紹什麼是 SQL 以及 RDBMS
明天我們將開始安裝 PostgreSQL，並開啟探索 SQL 世界的大門

PostgreSQL是一個開源的RDBMS，它是功能豐富和高度擴展性的
此系列文都將以 PostgreSQL 作為範例

感謝大家的收看