双时态数据库的约束

Question

背景：

我正在设计一个双时态数据库，我们在双时态表之间有 1:N 关系（我们也有 M:N 关系，但它们只是用一个连接器表和两个 1:N 关系建模，所以我认为它们是 1:N 关系的特例）。

为了说明问题，让我们考虑一个有两个表的简单案例：

|===============|        |==================|
|   tblOrder    |        |   tblOrderItem   |
|============== |        |==================| 
| - OrderId     |        | - OrderItemId    |
| - OrderNumber |        | - FK_OrderId     |
|===============|        | - Amount         |
                         |==================|

FK_OrderId 是tblOrder 的外键。

为了使这个数据库模型具有双时态，我提出了以下设计：

|===============|        |==================|        |====================|
|   tblOrder    |        |   tblOrderItem   |        |   tblVersions      |
|============== |        |==================|        |====================|
| - Id          |        | - Id             |        | - VersionId        |
| - OrderId     |        | - OrderItemId    |        | - VersionDate      |
| - OrderNumber |        | - FK_OrderId     |        |====================|
| - VersionId   |        | - Amount         |
| - IsDeleted   |        | - VersionId      |
| - StartDate   |        | - IsDeleted      |
| - EndDate     |        | - StartDate      |
|===============|        | - EndDate        |
                         |==================|

说明：

• VersionId 列是tblVersions 表的外键。对于数据库中的每次更改，都会在 tblVersions 表中创建一个条目。数据的当前状态就是所有版本的总和。这使得重建数据库的先前状态成为可能（通过 WHERE VersionDate < ... 子句）。这是双时态的交易时间维度。
• 将tblVersions table could also be avoided if we're just including theVersionDate` 列放入两个数据表中。
• StartDate 和EndDate 列是双时态的有效时间 维度。是的，EndDate 有点多余，我们可以只用StartTime 对表格进行建模。
• 两个表的Id 列是新的主键。因为我们对同一个实体有多个行（多个版本，有效时间中的多个日期范围），实体的ID不能是表的主键。 OrderId 和 OrderItemId 列是实体的 ID，但不再是表的主键。除了创建新的主键 Id，我们还可以将主键定义为 (OrderId, VersionId, StartDate)。
• 如果删除了一个实体，我们只需创建一个新的版本条目，以及在实体表中使用IsDeleted = 1 的条目。表中的所有其他条目（插入和更新）都有IsDeleted = 0。
• tblOrderitem 的列 FK_OrderId 引用了 tblOrder 的列 OrderId。这不再是真正的外键（在数据库约束的意义上），因为 OrderId 不再是主键。但它仍然告诉我们哪些 OrderItems 是某个 Order 的一部分。

这似乎运作良好，我们已经创建了必要的 CRUD 查询并且能够读取和写入双时态数据。

问题：

我需要什么样的约束才能使其始终如一地工作？

我对如何实现约束不感兴趣（是否将它们实现为数据库约束，如FOREIGN KEYs 或UNIQUE 约束，或TRIGGERs，或CHECKs，等等）。我只需要知道我需要哪些类型约束。

我想出了一堆约束，我将把它们作为答案发布。但也许还有更多？

Answer 1

（我使用缩写 PIVT = 'point in valid time'。这表示 valid time 维度上的某个时间点）

这是我已经想到的约束：

• FK_VersionId：显然，我们需要对VersionId 列进行标准外键约束。
• 双时唯一性：另外，(OrderId, VersionId, StartDate) 的组合必须是唯一的（tblOrderItem 也是如此）。
• 有效时间序列化：我们需要检查每个实体和每个版本在有效时间中没有重叠，即StartDate和EndDate列不重叠重叠，StartDate 总是早于EndDate。
• 删除完整性：我们需要确保对于每个实体和每个PIVT，最多有一行IsDeleted = 1，如果有这样一行，则不能有任何版本的实体在该行之后。
• 参照完整性：我们需要检查每个 OrderItem 实体、每个版本和每个 PIVT，FK_OrderId 的值设置为标识存在于给定 PIVT 的 Order 实体的值，该值已插入较早的版本且未被删除（通过设置IsDeleted = 1）。