Что такое триггер в информатике

13

Триггеры

Триггер – это простейшее устройство последовательностного типа с двумя устойчивыми состояниями, предназначенное для ввода, хранения и вывода одного бита (разряда) информации в двоичных кодах.

Входы триггера и подаваемые на них сигналы делятся на информационные и вспомогательные. Информационные сигналы управляют состоянием триггера, которое определяется значением (0 или 1) сигнала на его основном (прямом) Q-выходе. С другого Q-выхода снимается инверсный сигнал. При (2 = 0 говорят, что триггер находится в нулевом состоянии, или состоянии логического нуля; при Q = 1 в единичном состоянии, или состоянии логической единицы. Вспомогательные сигналы служат для предварительной установки триггера в заданное состояние и его переключения (синхронизации), а в некоторых случаях – для разрешения управления состоянием. Входы, выходы триггера и подаваемые на них сигналы обозначают прописными латинскими буквами S, R, D, J, К, С, Q и др.

Классификация триггеров

По функциональному признаку триггеры можно разбить на четыре основные группы:

5.7. Что такое триггер?

Триггер— это электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надёжного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое — двоичному нулю.

Термин триггерпроисходит от английского словаtrigger— защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется терминflip-flop, что в переводе означает “хлопанье”. Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить (“перебрасываться”) из одного электрического состояния в другое и наоборот.

Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер (S и R, соответственно, от английских set— установка, иreset— сброс). Условное обозначение триггера — на рис. 5.6.

Рис. 5.6

Он имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q и , причем выходной сигнал Q является логическим отрицанием сигнала.

На каждый из двух входов S и R могут подаваться входные сигналы в виде кратковременных импульсов ( ).

Наличие импульса на входе будем считать единицей, а его отсутствие — нулем.

На рис. 5.7 показана реализация триггера с помощью вентилей ИЛИ—НЕ и соответствующая таблица истинности.

Рис. 5.7

Триггер как элемент памяти. Схема RS-триггера

Память (устройство, предназначенное для хранения данных и команд) является важной частью компьютера. Можно сказать, что она его и определяет: если вычислительное устройство не имеет памяти, то оно уже не компьютер.

Элементарной единицей компьютерной памяти является бит. Поэтому требуется устройство, способное находиться в двух состояниях, т.е. хранить единицу или ноль. Также это устройство должно уметь быстро переключаться из одного состояния в другое под внешним воздействием, что дает возможность изменять информацию. Ну и наконец, устройство должно позволять определять его состояние, т.е. предоставлять во вне информацию о своем состоянии.

Устройством, способным запоминать, хранить и позволяющим считывать информацию, является триггер. Он был изобретен в начале XX века Бонч-Бруевичем.

Разнообразие триггеров весьма велико. Наиболее простой из них так называемый RS-триггер, который собирается из двух вентилей. Обычно используют вентили ИЛИ-НЕ или И-НЕ.

RS-триггер на вентилях ИЛИ-НЕ

RS-триггер «запоминает», на какой его вход подавался сигнал, соответствующий единице, в последний раз. Если сигнал был подан на S-вход, то триггер на выходе постоянно «сообщает», что хранит единицу. Если сигнал, соответствующий единице, подан на R-вход, то триггер на выходе имеет 0. Не смотря на то, что триггер имеет два выхода, имеется в виду выход Q. (Q с чертой всегда имеет противоположное Q значение.)

Другими словами, вход S (set) отвечает за установку триггера в 1, а вход R (reset) – за установку триггера в 0. Установка производится сигналом, с высоким напряжением (соответствует единице). Просто все зависит от того, на какой вход он подается.

Большую часть времени на входы подается сигнал равный 0 (низкое напряжение). При этом триггер сохраняет свое прежнее состояние.

Возможны следующие ситуации:

• Q = 1, сигнал подан на S, следовательно, Q не меняется.
• Q = 0, сигнал подан на S, следовательно, Q = 1.
• Q = 1, сигнал подан на R, следовательно, Q = 0.
• Q = 0, сигнал подан на R, следовательно, Q не меняется.

Ситуация, при которой на оба входа подаются единичные сигналы, недопустима.

Как триггер сохраняет состояние? Допустим, триггер выдает на выходе Q логический 0. Тогда судя по схеме, этот 0 возвращается также и в верхний вентиль, где инвертируется (получается 1) и уже в этом виде передается нижнему вентилю. Тот в свою очередь снова инвертирует сигнал (получается 0), который и имеется на выходе Q. Состояние триггера сохраняется, он хранит 0.

Теперь, допустим, был подан единичный сигнал на вход S. Теперь в верхний вентиль входят два сигнала: 1 от S и 0 от Q. Поскольку вентиль вида ИЛИ-НЕ, то на выходе из него получается 0. Ноль идет на нижний вентиль, там инвертируется (получается 1). Сигнал на выходе Q становится соответствующим 1.

SQL-Ex blog

Руководство по триггерам в SQL: настройка отслеживания базы данных в PostgreSQL

Триггеры в SQL встречаются не так часто, однако они могут оказаться отличным решением в определенных ситуациях. Я покажу, как использовать триггеры в PostrgeSQL для обеспечения целостности данных и отслеживания изменений в базе.

В мире стартапов с открытыми исходными кодами и разработкой полного стека (типа Django, Rails, Javascript, PHP, MySQL, Postgres. ) очень популярны ORM, а средства типа триггеров SQL не так востребованы.

Но все же триггеры SQL сохраняют свое значение. Когда я работал над нестандартной ERP-системой, триггеры оказались неоценимым инструментом. При построении сильно ориентированного на данные ПО, особенно с данными в финансовой сфере, где точность является главным требованием, вы с большей вероятностью увидите, что данные обрабатываются непосредственно на более низком уровне.

В этой статье я поделюсь информацией о том, как эффективно использовать триггеры SQL.

Содержание

1. Что такое триггер?
2. Как создать триггер SQL — синтаксис PostgreSQL
3. Пример триггера в PostgreSQL #1: создание таймера
4. Пример триггера в PostgreSQL #2: создание таблицы аудита
5. Дополнительные соображения о триггерах

Что такое триггер?

Триггеры SQL, также называемые триггерами баз данных, позволяют вам сказать движку SQL (например PostgreSQL) выполнить часть кода при наступлении некоторого события, или даже перед наступлением события.

В PostgreSQL вы описываете исполняемый код посредством создания функции, которая возвращает значение типа trigger. В некоторых других движках, например, MySQL блок кода является частью триггера, и находится внутри него.

Прежде чем рассматривать различные типы событий и конкретный синтаксис создания триггера, обсудим, зачем бы вам понадобилось использовать триггеры баз данных.

Преимущества использования триггеров SQL

Поддержание целостности данных

Триггеры баз данных могут найти множество применений и являются прекрасным инструментом для обеспечения строгой целостности данных. Альтернативные решения типа хуков модели Django могут сбоить, если вы имеете другие серверы приложений или пользователей с доступом к базе данных, которые не знают конкретной бизнес-логики, закодированной в вашем приложении.

Разделение бизнес-логики

Размещение критичной бизнес-логики в коде приложения также представляет проблему, когда бизнес-логика обновляется. Если вашим бизнес-требованием являлось умножение входящих номеров на 10, а теперь вы захотели умножать это число на 20, изменение логики в SQL гарантировало бы, что каждые данные, начиная точно с момента развертывания, будут обрабатываться новой логикой.

Сервер SQL действует как единственная точка истины. Если логика внедрена на множестве серверов приложений, вы не сможете ожидать определенного изменения в поведении, выполненного чисто.

Атомарные транзакции

Естественная атомарность является еще одной желательной особенностью, присущей триггерам. Поскольку событие и триггерная функция являются частью одной атомарной транзакции, вы знаете с абсолютной определенностью, что триггер сработает, если возникнет событие. Они как единое целое в идеальном браке SQL.

Как создать триггер SQL: синтаксис PostgreSQL

1. Тип события триггера
2. До или после события
3. Воздействие триггера

Типы событий триггера

Триггеры баз данных будут мониторить конкретные события для таблицы. Вот некоторые примеры различных событий, которые могут активировать триггер:

Триггер базы данных допускает также перечисление более одного из этих событий.

Если одним из перечисленных событий является UPDATE, вы можете передать список столбцов, которые должны активировать триггер. Если вы не включаете этот список, обновление любого столбца будет его активировать.

Триггер BEFORE (до) или AFTER (после)

Триггер может выполняться либо до, либо после события.

Если вы хотите заблокировать событие типа INSERT, вы захотите выполнять действие до (BEFORE). Если вы хотите быть уверенным, что событие действительно произойдет, идеальный вариант — после (AFTER).

Воздействие триггера

Триггер может выполняться либо на строку, либо на оператор. Скажем, вы выполняете один оператор UPDATE, который изменяет 5 строк в таблице.

Если вы укажете в триггере FOR EACH ROW, тогда триггер выполнится 5 раз. Если вы укажете FOR EACH STATEMENT, тогда он выполнится только раз.

И, конечно, мы не можем забыть о фактическом коде, который выполняется при срабатывании триггера. В PostgreSQL он помещается в функцию и отделен от триггера. Разделение триггера и кода, который он выполняет, создает более чистый код и позволяет нескольким триггерам выполнять один и тот же код.

Пример триггера #1: создание таймера

Фиксация времени прихода и ухода с работы сотрудников, и вычисление общего отработанного времени. Давайте создадим пример таймера и посмотрим, каким образом мы можем использовать триггеры для предотвращения ввода сотрудниками неверных данных.

Настройка схемы базы данных

Структура схемы предполагает каждый вход и выход отдельными событиями. Каждое событие — это строка в таблице time_punch. Как альтернативу вы можете также сделать каждую «рабочую смену» сотрудника событием и хранить время как входа, так и выхода в одной строке.

В следующей статье я глубже погружусь в разработку схемы базы данных.

Для нашего примера я уже разработал схему таблиц. Нижеприведенный код создает таблицы employee и time_punch и вставляет некоторые данные по времени прохода для нового сотрудника Bear.

Bear зашел в 10:00 и вышел в 11:30 (длинный рабочий день). Давайте напишем запрос SQL для вычисления рабочего времени Bear.

Остановитесь и подумайте, как бы вы решили эту задачу при данной схеме и с помощью одного SQL.

Использование SQL для вычисления рабочего времени

Решение, которое я предлагаю, ищет на каждый «выход» соответствующий ему «вход».

В этом запросе я выбираю все выходы, затем я соединяю их с наиболее близким «входом». Беру разность временных меток и получаю количество часов, которое отработал Bear в каждой смене!

Одна из проблем в этой схеме состоит в том, что возможно вставить несколько «входов» или «выходов» подряд. С созданным запросом это приведет к неоднозначности, которая может привести к неточным расчетам и зарплате сотрудников — тбольше или меньше, чем они должны были бы получить.

Пример триггера INSERT BEFORE: сохранение целостности данных

Нам требуется то, что не позволит нарушить шаблон вход/выход. К сожалению, ограничения check только отслеживают вставляемую или обновляемую строку и не могут учитывать данные из других строк.

Это идеальная ситуация для использования триггера баз данных!

Давайте создадим триггер для предотвращения события INSERT, которое нарушает наш шаблон. Сначала мы создадим «триггерную функцию». Эта функция есть то, что будет выполнять триггер при наступлении события.

Триггерная функция создается как обычная функция PostgreSQL за тем исключением, что возвращает триггер.

Ключевое слово new представляет значения вставляемой строки. Это также объект, который вы можете вернуть, чтобы позволить продолжиться вставке. Напротив, возвращение null остановит вставку.

Этот запрос сначала находит в time_punch предыдущее значение и гарантирует, что это значение входа/выхода не совпадает с вставляемым значением. Если значения совпадают, то триггер возвращает null, и time_punch не записывается. В противном случае, триггер возвращает new и оператор insert продолжается.

Теперь мы привяжем функцию в качестве триггера к таблице time_punch. BEFORE здесь ключевой момент. Если мы выполним этот триггер как триггер AFTER, он будет выполнен слишком поздно, чтобы остановить вставку.

Давайте попробуем вставить еще один «выход»:

Как можно видеть по выводу, триггер предотвратил вставку двух последовательных выходов для одного и того же сотрудника.

Можно также вызвать исключение из триггера с тем, чтобы ваше приложение (или лицо, выполняющее запрос SQL) получило уведомление об отказе вместо 0 как числа вставленных строк.

Пример триггера в PostgreSQL #2: создание таблицы аудита

Аккуратное сохранение данных о нахождении сотрудников критично для бизнеса. Данные подобного типа часто непосредственно отражаются на зарплате и, с другой стороны, на заработках компании.

Ввиду важности этих данных, пусть компания хочет воссоздавать в хронологии состояние таблицы на случай обнаружения нарушений.

Таблица аудита выполняет эту роль, отслеживая каждое изменение основной таблицы. Когда в главной таблице обновляется строка, в таблицу аудита вставляется строка в ее предыдущем состоянии.

Я буду использовать нашу таблицу time_punch для демонстрации создания и автоматического обновления таблицы аудита с помощью триггеров.

Создание таблицы аудита

• Время обновления прохождения.
• Сотрудник, который выполнил обновление.
• ID прохода, который был изменен.
• Время прохода до того, как было сделано обновление.

(Как альтернативное решение без добавления каких-либо столбцов в time_punch, можно аннулировать права update на эту таблицу и заставить пользователей базы данных использовать пользовательскую функцию типа update_time_punch(id, change_user_id, . ))

После того, как произойдет обновление таблицы time_punch, выполнится этот триггер и запишет OLD (старое) значение времени прохода в нашу таблицу аудита.

Функция NOW() возвращает текущую дату и время с точки зрения сервера SQL. Если бы это было привязано к настоящему приложению, вы, вероятно, захотели бы передавать точное время, когда пользователь фактически сделал запрос, чтобы избежать расхождения из-за задержки.

Для триггера на обновление объект NEW представляет те значения, которые будут содержаться
в строке при успешном обновлении. Вы можете использовать триггер для «перехвата» вставки или обновления простым присвоением своих собственных значений в объект NEW. Объект OLD содержит значения строки до обновления.

Проверим, работает ли это! Я добавил второго пользователя с именем Daniel, который будет редактором времени прохода Bear.

Я собираюсь выполнить дважды нижеприведенный запрос для имитации 2 редакций, которые увеличивают время на 5 минут.

А вот таблица аудита, отражающая прошлые времена прохода:

Дополнительные сообщажения относительно триггеров

1. Обслуживание триггеров с течением времени.
2. Связанная логика триггера.
3. Опыт разработчиков.

Обслуживание триггеров с течением времени

Бизнес-логика в коде приложения документируется естественным образом, т.к. она меняется со временем, с помощью git или другой системы управления исходниками. Разработчику легко увидеть логику в базовом коде и сделать быструю журнализацию git, а также посмотреть список изменений.

Обслуживание изменений со временем с помощью триггеров SQL и функций более сложно, менее стандартизовано и требует большего осмысливания и планирования.

Связанная логика триггера

Триггеры также могут запускать другие триггеры, быстро усложняя результаты казалось бы невинных INSERT или UPDATE. Этот риск также может привести к побочным эффектам кода приложения.

Опыт разработчиков

Знания триггеров так же довольно низки в среде некоторых разработчиков, поэтому введение их увеличивает вложения в обучение, которое потребуется новым разработчикам для успешной работы над проектом.

Изначально SQL может показаться неуклюжим и неудобным языком для изучения, поскольку многие из шаблонов, которые вы изучаете для построения запроса, «вывернуты наизнанку» по сравнению с тем, как вы извлекаете данные на процедурном языке.

Я надеюсь, что у вас появится возможность изучить и реализовать одну из самых увлекательных и интригующих функций SQL!