Поддержка триггеров в системах XML-баз данных

План доклада
Применения триггеров
Общий вид триггеров
Основные принципы реализации активных правил в РСУБД POSTGRES
Триггеры в XML-базах данных
Проблемы реализации триггеров в системах XML-баз данных:
Методы выявления активируемых триггеров
Отслеживание корректности вложенных update-операций

Системы, построенные на использовании триггеров
Экспертные системы, обрабатывающие большие объемы данных (data-intensive expert systems)
Системы управления технологическим потоком (workflow management systems)

Задачи, решаемые при помощи триггеров
Поддержка ограничений целостности
Авторизация
Сбор статистики
Поддержка представлений

Общая форма триггеров
Определяются пользователями, приложениями, администраторами базы данных
Общая форма состоит из трех частей:
Событие: вызывающее срабатывание триггера
Условие: проверяется при срабатывание триггера
Действие: выполняется при запуске триггера, если выполнено его условие

Принципы реализации активных правил в РСУБД POSTGRES
Поддержка активных правил на уровне кортежей (Tuple Level System)
Поддержка посредством переписывания запросов (Query Rewrite System)

Общая архитектура системы

Поддержка на уровне кортежей (Tuple Level System)
Кортежи помечаются специальными блокировками правил (rule lock):
Имя правила
Тип блокировки (кортежа или всего отношения)
Идентификатор плана правила
Правильность блокировок правил при дальнейших модификациях данных поддерживается при помощи rule stubs

Поддержка правил посредством переписывания запросов
Правило:
define rule r1 is
on retrieve to EMP.salary
where CURRENT.name = ‘Sam’
do instead retrieve(salary=3*EMP.salary)
where EMP.name=‘Bill’
Запрос:
retrieve (EMP.salary)
where EMP.age > 30
Результат переписывания:
retrieve (EMP.salary)
where EMP.age > 30 and
not(EMP.name = ‘Sam’)
retrieve (salary = 3*E.salary)
from E in EP
where EMP.age > 30
and EMP.name=‘Sam’ and E.name=‘Bill’
M. Stonebraker
“On rules, procedures, caching and views in data base systems”

Выбор оптимальной подсистемы в POSTGRES
Правило покрывает небольшое кол-во кортежей => TLS эффективней
Если правило – определение view над существующим отношением => QLS эффективней

Синтаксис и семантика XML-триггеров
CREATE TRIGGER trigger-name
(BEFORE|AFTER)
(INSERT|DELETE|REPLACE|UPDATE-CONTENT)+
OF XPathExpression (,XPathExpression)*
[FOR EACH (NODE|STATEMENT)]
[WHEN XQuery-Clause]
DO [INSTEAD] XQuery-UpdateOp

Проблемы реализации триггеров в системах XML-баз данных
Выявление триггеров, активируемых данной update-операцией
Отслеживание корректности update-операций, вызываемых в качестве действия триггера (проблема вложенных update-операций)
Каскадный запуск триггеров
Оптимизация вычисления условий триггеров

Методы выявления триггеров, активируемых данной update-операцией:
Требования к системе
Поддержка XQuery и update-языка, основанного на модели данных XQuery
Поддержка операций сравнения узлов в отношении предок-потомок
Поддержка описывающей схемы (Data Guide)

Методы выявления триггеров, активируемых данной update-операцией:
Универсальный метод
Вычисление update-пути и триггер-путей
Сравнение полученных последовательностей узлов посредством операций отношения предок-потомок
Выбор активируемых триггеров по таблице (на следующем слайде)

Методы выявления триггеров, активируемых данной update-операцией:
Универсальный метод

Методы выявления триггеров, активируемых данной update-операцией:
Оптимизированный Метод
1-ый этап на стадии компиляции update-операции: сужение набора триггеров, возможно активируемых данной операцией модификации при помощи описывающей схемы
2-ой этап на стадии выполнения update-операции: обработка триггеров встраивается в план выполнения update-операции

Оптимизированный метод:
1-ый этап – выбор возможных триггеров на стадии компиляции
example:
UPDATE replace doc(“lib.xml”)/library/shelf[@nr=45]/book[@id=“A097”]
as $b with
T1: [ON Replace]; doc(“lib.xml”)//book[year<1980]
------------------------------------------------------------------
update-path=doc(“lib.xml”)/library/shelf[@nr=45]/book[@id=“A097”]
T1-path=doc(“lib.xml”)/library/shelf/book[year<1980]
Перепишем update-путь и триггер-пути в абсолютные пути: то есть исключим неопределенности ‘//’,’*’, ‘..’
Выберем возможные триггеры: сравним имена элементов на соответствующих шагах триггер-пути и update-пути
Выбор возможных триггеров по таблице

Оптимизированный метод:
выбор возможных триггеров по таблице

Оптимизированный метод:
2-ый этап – выстраивание обработки триггеров в план выполнения update-операции
«Объединенный план выполнения» строится таким образом, что предикаты из триггер-путей встраиваются в план вычисления update-пути посредством mark-операций
mark1(unmarked_seq, predicate, trigger_name)
mark2(marked_seq, predicate, trigger_name)
example:
(select (mark1(child(select(child (child (doc(“lib.xml”),elem(library)), elem(shelf)), f(s|attr(s,nr)=45)), elem(book)), f(a|child(a,year)<1980),“T1”), f(b|attr(b,id))=“A097”))

Оптимизированный метод:
результат
В результате выполнения «объединенного плана»
Определены триггеры, активируемые данной update-операцией
Определен набор узлов, на которых выявленные триггеры должны сработать

Отслеживание корректности update-операций, вызываемых в действии триггеров
Действие триггера – update-операция => может затрагивать узлы, модифицируемые внешней update-операцией (вызвавшей триггер)
Решение – использование транзакционных блокировок

Заключение
Предложенные методы разработаны в рамках проекта по реализации
XML-СУБД SEDNA
http://www.modis.ispras.ru/Development/sedna.htm