Какими средствами обеспечивается целостность данных в реляционных СУБД и как это реализуется в Go?

Целостность данных в реляционных СУБД — это гарантия точности и согласованности данных. Она обеспечивается на нескольких уровнях:

1. Ограничения (Constraints): Правила, заданные на уровне схемы данных.

   • PRIMARY KEY: Уникально идентифицирует каждую запись в таблице.
   • FOREIGN KEY: Связывает данные в одной таблице с данными в другой, обеспечивая ссылочную целостность.
   • UNIQUE: Гарантирует, что все значения в столбце или группе столбцов уникальны.
   • NOT NULL: Требует, чтобы столбец не содержал NULL значений.
   • CHECK: Проверяет, что значения в столбце соответствуют определенному условию.

   CREATE TABLE users (
       id SERIAL PRIMARY KEY,
       email VARCHAR(255) UNIQUE NOT NULL,
       age INT CHECK (age >= 18)
   );
   
   CREATE TABLE orders (
       id SERIAL PRIMARY KEY,
       user_id INT NOT NULL,
       -- При удалении пользователя, его заказы также будут удалены
       FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE
   );

2. Транзакции: Группа операций, которая выполняется как единое целое. Транзакции обладают свойствами ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability), которые гарантируют, что база данных переходит из одного согласованного состояния в другое.

   В Go транзакции управляются через пакет database/sql. Использование defer tx.Rollback() является идиоматичным и безопасным подходом.

   func transferMoney(db *sql.DB, fromID, toID int, amount float64) error {
       tx, err := db.Begin()
       if err != nil {
           return err
       }
       // defer tx.Rollback() гарантирует откат, если что-то пойдет не так.
       // Если tx.Commit() выполнится успешно, Rollback() вернет ошибку, которую можно проигнорировать.
       defer tx.Rollback()
   
       _, err = tx.Exec("UPDATE accounts SET balance = balance - $1 WHERE id = $2", amount, fromID)
       if err != nil {
           return err
       }
   
       _, err = tx.Exec("UPDATE accounts SET balance = balance + $1 WHERE id = $2", amount, toID)
       if err != nil {
           return err
       }
   
       // Если все операции успешны, фиксируем транзакцию
       return tx.Commit()
   }

3. Нормализация: Процесс организации таблиц и столбцов для минимизации избыточности данных и улучшения их целостности.

4. Триггеры: Хранимые процедуры, которые автоматически выполняются в ответ на определенные события (INSERT, UPDATE, DELETE) в таблице. Используются для реализации сложной бизнес-логики на уровне БД.

5. Целостность на уровне приложения: Помимо механизмов БД, бизнес-логика в Go-приложении также должна проводить валидацию данных перед их записью в базу.