數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)的核心部件,，在信息化時(shí)代所充當(dāng)?shù)慕巧瞧渌魏诬浖荒芴娲?。?dāng)前數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的一個(gè)普遍要求是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠在一些數(shù)據(jù)庫相關(guān)事件發(fā)生時(shí)觸發(fā)預(yù)先定義的操作,，實(shí)現(xiàn)信息管理的自動(dòng)化,，因此引進(jìn)了觸發(fā)器機(jī)制,。觸發(fā)器可以增強(qiáng)引用完整性，加強(qiáng)復(fù)雜業(yè)務(wù)的規(guī)則,，或者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的變動(dòng),，并執(zhí)行一定的數(shù)據(jù)操作。
　　觸發(fā)器機(jī)制實(shí)現(xiàn)主要涉及觸發(fā)事件的檢測(cè)以及觸發(fā)條件的判決等關(guān)鍵技術(shù)問題,，以及對(duì)觸發(fā)器的編譯存儲(chǔ)和調(diào)用執(zhí)行等具體操作,。
　　本文以國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)GKD-Base為原型，在兼容Oracle 規(guī)范的PL/SQL引擎基礎(chǔ)上,，提出一套解決方案,，對(duì)觸發(fā)器的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的觸發(fā)器機(jī)制,，擴(kuò)展了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)GKD-Base的功能,。
1 GKD-Base PL/SQL 引擎
　　GKD-BASE數(shù)據(jù)庫是一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有兼容SQL89標(biāo)準(zhǔn)的SQL引擎,，能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€(gè)統(tǒng)一,、有效的數(shù)據(jù)庫訪問接口(XAPI)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的各種操作,。為了融合SQL語言強(qiáng)大的集合數(shù)據(jù)處理能力" title="處理能力">處理能力和第三代語言(3GL)靈活的過程處理能力,，在GKD-Base上已初步實(shí)現(xiàn)了兼容Oarcle PL/SQL V.23的PL/SQL引擎。
　　GKD-Base PL/SQL引擎包括編譯器,、解釋器和異常處理三個(gè)模塊,。在編譯階段,，根據(jù)PL/SQL語言兼有過程式語句和SQL語句的特點(diǎn),，采取分而治之策略,，把過程語句和SQL語句分開處理。對(duì)于SQL語句,，編譯器首先建立SQL語句結(jié)點(diǎn),，進(jìn)行相應(yīng)的變量綁定和語法檢查；檢查無誤后產(chǎn)生語法樹形式的中間代碼,。對(duì)于過程語句,，編譯器將對(duì)語句成分進(jìn)行語法分析，對(duì)聲明的變量和數(shù)據(jù)類型建立相應(yīng)的符號(hào)表,，最終產(chǎn)生語法樹形式的中間代碼,。解釋器的作用是對(duì)編譯器生成的中間代碼進(jìn)行解釋執(zhí)行。解釋器與編譯器對(duì)應(yīng),，具有相對(duì)獨(dú)立的SQL語句解釋模塊和過程語句解釋模塊,。另外，解釋器還包括執(zhí)行狀態(tài)堆棧的管理,、與GKD-Base SQL引擎的調(diào)用接口,。異常處理模塊主要實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤檢查和報(bào)告，并支持用戶自定義異常和預(yù)定義異常的檢查和處理,。
　　GKD-Base PL/SQL引擎可以實(shí)現(xiàn)對(duì)過程式語句,、SQL語句與游標(biāo)、存儲(chǔ)子程序及包的編譯和解釋執(zhí)行,。
2 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題
　　觸發(fā)器定義了當(dāng)某些數(shù)據(jù)庫相關(guān)事件發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)采取的動(dòng)作,。觸發(fā)器可增強(qiáng)引用完整性，加強(qiáng)復(fù)雜業(yè)務(wù)的規(guī)則,，或者監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的變動(dòng),，其實(shí)現(xiàn)主要涉及到觸發(fā)事件的檢測(cè)以及觸發(fā)條件的判決等關(guān)鍵技術(shù)問題。
2.1 觸發(fā)器的事件檢測(cè)機(jī)制
　　觸發(fā)器事件檢測(cè)機(jī)制包括對(duì)事件的檢測(cè)和存儲(chǔ),，是實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器的關(guān)鍵,。觸發(fā)器檢測(cè)的事件類型比較簡(jiǎn)單，基本事件主要包括對(duì)數(shù)據(jù)的插入,、刪除以及更新等,。GKD-Base的觸發(fā)器在對(duì)事件檢測(cè)時(shí)，直接在相關(guān)事件發(fā)生的前后調(diào)用檢測(cè)函數(shù)截獲并分析事件消息,，以確定是否對(duì)觸發(fā)器點(diǎn)火,。
　　觸發(fā)器事件檢測(cè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于對(duì)觸發(fā)事件的存儲(chǔ)。觸發(fā)事件具有時(shí)間順序,，因此存儲(chǔ)時(shí)也必須按照嚴(yán)格的時(shí)間順序進(jìn)行存儲(chǔ),。綜合比較各個(gè)商用和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的事件表存儲(chǔ)機(jī)制,，選擇了Starburst的雙" title="的雙">的雙HASH鏈表存儲(chǔ)機(jī)制，如圖1,。

　　這里,，變遷表分為兩種類型：NEW和OLD，分別對(duì)應(yīng)于觸發(fā)器行級(jí)別操作中的NEW值和OLD值,。變遷表中存儲(chǔ)了事件類型,、當(dāng)前數(shù)據(jù)表以及事件作用的元組。系統(tǒng)可以通過這個(gè)駐留內(nèi)存的雙HASH鏈表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫變遷的快速定位和跟蹤處理,。
2.2 觸發(fā)器的條件判決機(jī)制
　　觸發(fā)器的條件判決機(jī)制是觸發(fā)器的核心,，根據(jù)SQL99標(biāo)準(zhǔn)的定義，可以將觸發(fā)器分為前觸發(fā),、約束判定和后觸發(fā)三種類型,。這三種類型觸發(fā)器的判決順序策略如圖2。

　　觸發(fā)器的條件評(píng)估是影響觸發(fā)器機(jī)制的最關(guān)鍵因素,。在數(shù)據(jù)庫環(huán)境中,，大多數(shù)數(shù)據(jù)修改行為只能影響數(shù)據(jù)庫的一小部分內(nèi)容，因此沒必要每次都從頭開始評(píng)估觸發(fā)器規(guī)則條件,，Rete和TREAT網(wǎng)絡(luò)等增量條件評(píng)估方法已經(jīng)被證明是觸發(fā)器條件評(píng)估(Condition Evaluation)的有效處理手段,。

　　以Rete網(wǎng)絡(luò)為例(圖3)，它是一個(gè)左深度二叉樹,，其基本元素包括：
　　根結(jié)點(diǎn)：根結(jié)點(diǎn)接收插入/刪除(+/-)記號(hào)(tokens),，并將其傳遞給每一個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)；
　　t-const結(jié)點(diǎn)：記號(hào)到達(dá)這些結(jié)點(diǎn)后,，將根據(jù)該結(jié)點(diǎn)上的條件謂詞進(jìn)行判決,，那些通過測(cè)試的記號(hào)將繼續(xù)傳播下去，沒有通過測(cè)試的記號(hào)則被丟棄掉,；
　　α-存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)：通過t-const結(jié)點(diǎn)測(cè)試的記號(hào)將存儲(chǔ)到這個(gè)結(jié)點(diǎn)中,，存儲(chǔ)在α-存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)記號(hào)都將同時(shí)被傳遞給該結(jié)點(diǎn)的后繼結(jié)點(diǎn)；
　　AND(連接)結(jié)點(diǎn)：這些結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)輸入,，到達(dá)其中任意一個(gè)輸入結(jié)點(diǎn)的記號(hào)都要通過AND結(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,，看它是否需要與另外一個(gè)輸入進(jìn)行連接操作。如果是,，則連接兩個(gè)輸入的記號(hào)對(duì),，將它們合并成一個(gè)組合記號(hào)后再傳遞給后繼的β-存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)；
　　β-存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)：存儲(chǔ)連接結(jié)點(diǎn)的輸出,，并將輸出同時(shí)傳遞給后繼結(jié)點(diǎn),；
　　P-結(jié)點(diǎn)(規(guī)則結(jié)點(diǎn))：+記號(hào)到達(dá)這里表明應(yīng)該喚醒一個(gè)與該記號(hào)相關(guān)聯(lián)的規(guī)則實(shí)例；-記號(hào)到達(dá)這里表明與其中的標(biāo)簽對(duì)象相關(guān)聯(lián)的已經(jīng)進(jìn)入待執(zhí)行隊(duì)列的規(guī)則實(shí)例應(yīng)該被刪除,。
　　Rete網(wǎng)絡(luò)只支持兩路連接,，對(duì)于一個(gè)有多個(gè)關(guān)系參與的規(guī)則定義,，不同的連接順序可以得到不同的Rete網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典信息可以選擇最優(yōu)的執(zhí)行順序,。圖3是對(duì)應(yīng)于規(guī)則條件“A.color =“BULE”AND A.x ＜ B.x AND B.x ＜ C.x”的Rete網(wǎng)絡(luò)示意圖,。
3 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)算法
　　觸發(fā)器的具體實(shí)現(xiàn)可以分為觸發(fā)器創(chuàng)建和調(diào)用，此外還包括觸發(fā)器的修改,、刪除等操作,。其中觸發(fā)器的創(chuàng)建包括觸發(fā)器的編譯與存儲(chǔ)操作，觸發(fā)器的調(diào)用包括對(duì)觸發(fā)器事件的檢測(cè)和觸發(fā)器動(dòng)作的執(zhí)行,。
3.1創(chuàng)建觸發(fā)器
　　觸發(fā)器的創(chuàng)建包括觸發(fā)器的編譯和存儲(chǔ)。觸發(fā)器的編譯涉及到觸發(fā)器的命名,、觸發(fā)器事件的正確性檢查,、觸發(fā)器引用表的合法性檢查以及觸發(fā)器主體的語法檢查。觸發(fā)器創(chuàng)建之前首先要檢查用戶是否有創(chuàng)建觸發(fā)器的權(quán)限,，以及觸發(fā)器名是否已經(jīng)在存儲(chǔ)觸發(fā)器的數(shù)據(jù)字典中被使用,。觸發(fā)事件部分在觸發(fā)器創(chuàng)建時(shí)要進(jìn)行檢查，需要檢查的內(nèi)容包括語法檢查,、觸發(fā)器引用的表和列是否存在,，以及用戶是否有針對(duì)這個(gè)表創(chuàng)建觸發(fā)器的權(quán)限。表和列的存在與否可以先調(diào)用GKD-Base的XAPI函數(shù)分析出DML語句中表和列的信息,，然后根據(jù)這些信息檢查數(shù)據(jù)字典,；權(quán)限的檢查也要到數(shù)據(jù)字典中查詢。觸發(fā)器的語法檢查通過調(diào)用PL/SQL引擎的編譯器實(shí)現(xiàn),；PL/SQL引擎編譯器對(duì)觸發(fā)器過程語句塊進(jìn)行編譯,，并生成包含觸發(fā)器所有必要信息的語法樹形式的中間代碼。
　　保存觸發(fā)器相關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)" title="數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)">數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最終需要保存在數(shù)據(jù)字典中,。因?yàn)橛|發(fā)器使用單獨(dú)的命名空間,，可以設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)表作為存儲(chǔ)觸發(fā)器的數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典應(yīng)該保存觸發(fā)器調(diào)用過程中必須的信息,，類似于Oracle sys.trigger＄表,。觸發(fā)器主體是一個(gè)語句塊，對(duì)它可以當(dāng)作一個(gè)存儲(chǔ)過程來處理,，單獨(dú)保存在一個(gè)系統(tǒng)表中,，通過觸發(fā)器主體的ID號(hào)與存儲(chǔ)在USER_TRIGGERS表中的其它觸發(fā)器信息相關(guān)聯(lián)。在觸發(fā)器調(diào)用過程中,，根據(jù)觸發(fā)器中的ID來調(diào)用,。
　　創(chuàng)建觸發(fā)器算法如下：
　　(1)合法性驗(yàn)證。如當(dāng)前用戶無權(quán)執(zhí)行該操作,，或者用戶給出的表不存在,，轉(zhuǎn)(6),；否則轉(zhuǎn)(2)。
　　(2)存在性檢查,。如當(dāng)前定義的觸發(fā)器與當(dāng)前表以往定義的觸發(fā)器重名或同類型,，轉(zhuǎn)(6)；否則轉(zhuǎn)(3),。
　　(3)語法檢查,。調(diào)用PL/SQL引擎編譯器對(duì)觸發(fā)器語句進(jìn)行編譯，如出現(xiàn)語法或語義錯(cuò)誤,，轉(zhuǎn)(6),；否則轉(zhuǎn)(4)。
　　(4)將觸發(fā)器信息寫入外存,，然后返回觸發(fā)器標(biāo)識(shí)ID,。
　　(5)在數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)表中將(4)中所得標(biāo)識(shí)與觸發(fā)器名填入其中，然后將觸發(fā)器定義的表項(xiàng)插入到USER_TRIGGERS相應(yīng)的系統(tǒng)表項(xiàng)中,，轉(zhuǎn)(7),。
　　(6)釋放所占資源，報(bào)錯(cuò)退出,。
　　(7)釋放資源,，正常退出。
3.2 觸發(fā)器的調(diào)用
　　觸發(fā)器的調(diào)用首先要從外存中讀取觸發(fā)器的信息,，并寫入內(nèi)存相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,。觸發(fā)器的內(nèi)存形式是為了更方便地進(jìn)行觸發(fā)器約束條件的檢查而設(shè)立的。為了在觸發(fā)事件發(fā)生時(shí),，能立即判斷當(dāng)前被處理對(duì)象是否滿足觸發(fā)約束條件,，通過調(diào)用PL/SQL引擎編譯器將外存中存放觸發(fā)器約束源代碼轉(zhuǎn)換為其內(nèi)存表示，存放在相應(yīng)觸發(fā)器的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中,。
　　在觸發(fā)器被調(diào)用前,，系統(tǒng)將被同一觸發(fā)事件所觸發(fā)的所有活躍的觸發(fā)器組織成四條鏈，如圖4,。