SQL Server 2016

Vorwort ... 35

TEIL I. Grundlagen ... 37

1. Installation und Aktualisierung von SQL Server 2016 ... 39
1.1 ... Überblick über die verfügbaren SQL-Server-2016-Versionen ... 39
1.2 ... Installationsvoraussetzungen ... 40
1.3 ... Installation von SQL Server 2016 ... 41
1.4 ... Installation des Management Studios ... 49
1.5 ... Installation der SQL-Server-Beispieldatenbank ... 51
1.6 ... Aktualisierung auf SQL Server 2016 ... 55

2. Datenbankgrundlagen ... 61
2.1 ... Server und Client ... 61
2.2 ... Relationale Datenbanken ... 62
2.3 ... Datenbankmanagementsystem ... 80
2.4 ... Integritätsarten ... 83

3. Logischer Datenbankentwurf ... 85
3.1 ... Grundlagen des Datenbankentwurfs ... 85
3.2 ... Normalisierungsregeln (Normalformen) ... 86
3.3 ... Normalisierung in der Praxis ... 93
3.4 ... Denormalisierung ... 96
3.5 ... Entity-Relationship-Diagramme ... 97

4. Die Oberfläche von SQL Server 2016 ... 101
4.1 ... Das SQL Server Management Studio ... 101
4.2 ... Das Bearbeiten von SQL-Anweisungen im Management Studio ... 118
4.3 ... SQL-Server-Dokumentation und Hilfen zur Programmierung ... 130
4.4 ... Überblick über die SQL-Server-Dienste ... 138
4.5 ... Das Dienstprogramm »sqlcmd« ... 139
4.6 ... SQL-Server-Integration in die Windows PowerShell ... 142

TEIL II. SQL-Programmierung ... 151

5. Grundlegende Abfragetechniken ... 153
5.1 ... Einführung in SQL ... 153
5.2 ... SQL-Grundlagen ... 154
5.3 ... Grundlegende Operatoren ... 163
5.4 ... Einfache Abfragen ... 167
5.5 ... Auswahloperatoren ... 181
5.6 ... Aggregatfunktionen ... 189
5.7 ... Unterabfragen ... 192
5.8 ... Zusammenfassung, Gruppierung und Beschränkung von Abfrageergebnissen ... 198
5.9 ... Die Mengen-Operatoren »EXCEPT« und »INTERSECT« ... 209
5.10 ... Ausgaben mit »PRINT« und »SELECT« ... 211

6. Grundlagen der SQLProgrammierung ... 213
6.1 ... Das Stapeltrennzeichen »GO« ... 213
6.2 ... (Lokale) Variablen ... 215
6.3 ... Ablaufsteuerung ... 223
6.4 ... Fallunterscheidungen ... 233
6.5 ... Funktionen ... 241
6.6 ... Dynamische SQL-Anweisungen ... 261
6.7 ... Fehler in SQL Server und ihre Behandlung ... 263
6.8 ... Fehlerbehandlung ... 266

7. Mehrtabellenabfragen ... 287
7.1 ... Tabellen verknüpfen (»JOIN«-Anweisung) ... 287
7.2 ... Abfragen unter Verwendung mehrerer Server ... 296

8. Erstellen und Ändern von Datenbanken ... 299
8.1 ... Erstellen einer einfachen Datenbank ... 299
8.2 ... Einfluss der »model«-Datenbank auf das Erstellen neuer Datenbanken ... 306
8.3 ... Löschen von Datenbanken ... 308
8.4 ... Erstellen einer Datenbank mit mehreren Dateien ... 308
8.5 ... Nachträgliche Änderungen an Datenbankdateien ... 311
8.6 ... Erstellen einer Datenbank mit mehreren Dateigruppen ... 313
8.7 ... Datenbanken verkleinern ... 316
8.8 ... Datenbankdateien verkleinern ... 318
8.9 ... Gespeicherte Systemprozeduren (Stored Procedures) zur Datenbankverwaltung ... 319
8.10 ... Datenbank-Momentaufnahmen ... 320
8.11 ... Transparente Datenverschlüsselung ... 329

9. Erstellen von Tabellen ... 333
9.1 ... Die grundlegende Syntax zur Tabellenerstellung ... 333
9.2 ... Tabellen ändern ... 350
9.3 ... Löschen von Tabellen ... 352
9.4 ... Implementierung der Datenintegrität ... 353
9.5 ... Anwendungsbeispiel zu Einschränkungen ... 360
9.6 ... Nachträgliche Definition von Einschränkungen ... 362
9.7 ... Verwaltung von Einschränkungen ... 363
9.8 ... Temporäre Tabellen ... 365
9.9 ... Partitionierung von Tabellen ... 367

10. Speicherung von Daten in FileTables ... 377
10.1 ... Voraussetzungen für die Verwendung von FileTables ... 377
10.2 ... Erstellung einer FileTable ... 380
10.3 ... Zugriff auf eine FileTable ... 382
10.4 ... Sichten zur Abfrage vorhandener FileTables in einer Datenbank ... 384

11. Verwendung der räumlichen und hierarchischen Datentypen ... 385
11.1 ... Räumliche Datentypen ... 385
11.2 ... Der hierarchische Datentyp ... 419

12. Daten verwalten ... 429
12.1 ... Grundlegende Befehle zur Datensatzmanipulation ... 429
12.2 ... Verwendung des Zeilenkonstruktors ... 438
12.3 ... Kombinierte Auswahl-/Einfügeanweisungen ... 439
12.4 ... Die »MERGE«-Anweisung ... 441
12.5 ... Massenkopierprogramme ... 448

13. Benutzerverwaltung und Schemas ... 451
13.1 ... Authentifizierung am Server ... 452
13.2 ... Datenbankzugriff erteilen ... 456
13.3 ... Zusammenfassung von Benutzern zu Rollen ... 458
13.4 ... Rechtevergabe an Benutzer und Rollen ... 465
13.5 ... Deaktivierung und Aktivierung von Logins und Datenbankbenutzern ... 471
13.6 ... Vordefinierte Konten auf Server- und Datenbankebene ... 473
13.7 ... Schema ... 476

14. Eigenständige Datenbanken ... 483
14.1 ... Das Konzept der eigenständigen Datenbanken ... 483
14.2 ... Konfiguration des Servers zur Verwendung eigenständiger Datenbanken ... 483
14.3 ... Erstellung einer eigenständigen Datenbank ... 484
14.4 ... Identifizierung eigenständiger Datenbanken ... 485
14.5 ... Besonderheiten der Benutzerverwaltung eigenständiger Datenbanken ... 486
14.6 ... Verbindungsaufbau zu einer eigenständigen Datenbank ... 487
14.7 ... Konvertierung einer Datenbank in eine eigenständige Datenbank ... 489
14.8 ... Migration einer eigenständigen Datenbank auf einen anderen Server ... 492

15. Sichten ... 495
15.1 ... Einsatz von Sichten ... 496
15.2 ... Verwalten von Sichten ... 498
15.3 ... Datenmanipulationsanweisungen auf eine Sicht ... 500
15.4 ... Systemsichten von SQL Server ... 506

16. Programmierung von gespeicherten Prozeduren ... 509
16.1 ... Überblick über die Verwendung von gespeicherten Prozeduren in SQL Server ... 509
16.2 ... Erstellung und Aufruf von gespeicherten Prozeduren ... 513
16.3 ... Tabellenübergabe an eine gespeicherte Prozedur ... 530
16.4 ... Optionen von gespeicherten Prozeduren ... 532

17. Programmierung von benutzerdefinierten Funktionen ... 539
17.1 ... Überblick über benutzerdefinierte Funktionen ... 539
17.2 ... Skalare Funktionen (Skalarwertfunktionen) ... 540
17.3 ... Inlinefunktionen (Tabellenwertfunktionen) ... 544
17.4 ... Tabellenwertfunktion mit mehreren Anweisungen ... 547
17.5 ... Ändern und Löschen von benutzerdefinierten Funktionen ... 549
17.6 ... Verwendung des Datentyps »table« als lokale Variable ... 550

18. Programmierung und Einsatz von Triggern ... 555
18.1 ... DML-Trigger ... 555
18.2 ... DDL-Trigger ... 576

19. Nachverfolgung von Datenänderungen ... 583
19.1 ... Die Möglichkeiten zur Nachverfolgung von Datenänderungen: Change Data Capture und die Änderungsnachverfolgung ... 583
19.2 ... Change Data Capture ... 584
19.3 ... Änderungsnachverfolgung ... 598

20. Temporal tables ... 603
20.1 ... Die Funktionsweise von temporal tables ... 603
20.2 ... Erstellung von temporal tables ... 604
20.3 ... Verwaltung der Einträge in der temporal und history table ... 608
20.4 ... Abfragen von temporal tables ... 611
20.5 ... Löschen von temporal tables ... 615

21. Dynamische Datenmaskierung ... 617
21.1 ... Funktionen zur Maskierung von Spalteninhalten ... 617
21.2 ... Beispiel zur Erstellung einer Tabelle mit dynamischer Datenmaskierung ... 618
21.3 ... Zugriff auf dynamisch maskierte Spalteninhalte ... 620

22. Verschlüsselung von Spalten mit Always Encrypted ... 621
22.1 ... Voraussetzungen einer Client-Applikation für die Verwendung von Always Encrypted ... 622
22.2 ... Beispiel für die Konfiguration von Always Encrypted ... 622
22.3 ... Schlüsselmanagement ... 632

23. Zeilenbasierte Sicherheit ... 633
23.1 ... Das Prinzip der zeilenbasierten Sicherheit ... 633
23.2 ... Beispiel für die Implementierung der zeilenbasierten Sicherheit ... 634

24. Ereignisbenachrichtigungen (Event Notifications) ... 641
24.1 ... Konfiguration einer Datenbank zur Nutzung des Service Brokers ... 642
24.2 ... Konfiguration des Zieldienstes ... 643
24.3 ... Erstellen einer Ereignisbenachrichtigung ... 645
24.4 ... Auslösen und Empfangen einer Ereignisbenachrichtigung ... 646
24.5 ... Service-Broker-Aktivierung ... 647
24.6 ... Löschen der erstellten Objekte ... 651

25. Erstellung und Einsatz eines Cursors ... 653
25.1 ... Funktionsweise eines Cursors ... 653
25.2 ... Erstellung eines Cursors ... 655
25.3 ... Öffnen eines Cursors ... 657
25.4 ... Das Abrufen von Datensätzen aus einem Cursor ... 658
25.5 ... Schließen und Löschen eines Cursors ... 666
25.6 ... Schleifenprogrammierung zum automatischen Durchlaufen eines Cursors ... 667
25.7 ... Daten in der Cursorauswahl aktualisieren und löschen ... 672

26. Sequenzen ... 675
26.1 ... Erstellung einer Sequenz mit Standardeinstellungen ... 675
26.2 ... Informationen zu den vorhandenen Sequenzen in einer Datenbank ... 676
26.3 ... Abrufen von Sequenzwerten ... 676
26.4 ... Die Verwendung der Parameter »AS«, »START«, »INCREMENT«, »MINVALUE«, »MAXVALUE«, »CYCLE« und »CACHE« ... 678

27. Indizes ... 685
27.1 ... Der nicht gruppierte Index auf einem Heap ... 686
27.2 ... Der gruppierte Index ... 689
27.3 ... Der nicht gruppierte Index auf einem gruppierten Index ... 693
27.4 ... Der Columnstore-Index ... 696
27.5 ... Erstellung von Indizes ... 696
27.6 ... Verwaltung von Indizes ... 700
27.7 ... Statistiken ... 704
27.8 ... Planung des Einsatzes von Indizes ... 709
27.9 ... Weitere Optimierungsmöglichkeiten mithilfe von Indizes ... 718

28. Columnstore-Indizes ... 727
28.1 ... Das Grundprinzip von Columnstore-Indizes ... 727
28.2 ... Erstellung eines nicht gruppierten Columnstore-Index ... 729
28.3 ... Erstellung eines gruppierten Columnstore-Index ... 734
28.4 ... Abfragen von Informationen über vorhandene Columnstore-Indizes ... 737

29. Transaktionen ... 739
29.1 ... Einführung in Transaktionen ... 739
29.2 ... ACID ... 741
29.3 ... Interne Transaktionsverarbeitung ... 744
29.4 ... Verhalten bei Systemfehlern ... 745
29.5 ... Programmierung expliziter Transaktionen ... 747
29.6 ... Implizite Transaktionen ... 750
29.7 ... Sperren ... 752
29.8 ... Isolationsstufen auf Verbindungsebene ... 755
29.9 ... Sperrhinweise auf Tabellenebene ... 764
29.10 ... Informationen zu Sperren ... 766
29.11 ... Deadlocks ... 766

30. Speicheroptimierte Tabellen ... 771
30.1 ... Grundlagen der speicheroptimierten Tabellen ... 771
30.2 ... Beständigkeit speicheroptimierter Tabellen ... 772
30.3 ... Konfiguration einer Datenbank zur Verwendung speicheroptimierter Tabellen ... 773
30.4 ... Erstellung speicheroptimierter Tabellen ... 777
30.5 ... Vergleich des Verhaltens beider Arten von speicheroptimierten Tabellen ... 779

31. Indizierung speicheroptimierter Tabellen ... 781
31.1 ... Unterschiede zwischen der Indizierung speicheroptimierter und dateibasierter Tabellen ... 781
31.2 ... Indexarten für die Verwendung mit speicheroptimierten Tabellen ... 782
31.3 ... Überlegungen zur Verwendung nicht gruppierter Indizes oder nicht gruppierter Hash-Indizes ... 787
31.4 ... Abfragen zu Indizes speicheroptimierter Tabellen ... 787

32. Systemintern kompilierte gespeicherte Prozeduren ... 789
32.1 ... Überblick über systemintern kompilierte gespeicherte Prozeduren und deren Verwendung ... 789
32.2 ... Erstellung systemintern kompilierter gespeicherter Prozeduren ... 790
32.3 ... Ändern einer systemintern kompilierten gespeicherten Prozedur ... 794
32.4 ... Informationen zum Speicherort und den geladenen DLL-Dateien ... 795

TEIL III. .NET-Programmierung ... 797

33. SQL Server als Laufzeitumgebung für .NET ... 799
33.1 ... Die Programmiermodelle im Vergleich ... 799
33.2 ... Die CLR-Integration im Detail ... 803
33.3 ... Der Hosting-Layer ... 807
33.4 ... Verwaltung von Assemblies ... 809
33.5 ... Sicherheitsstufen ... 811

34. .NET-Programmierung ... 813
34.1 ... CLR-Unterstützung aktivieren ... 813
34.2 ... CLR-Prozeduren und Funktionen ... 815
34.3 ... Gespeicherte Prozeduren ... 820
34.4 ... Benutzerdefinierte Funktionen ... 828
34.5 ... Serverseitiger Datenzugriff mit ADO.NET ... 836
34.6 ... Pipes ... 838
34.7 ... Impersonalisierung ... 845
34.8 ... Benutzerdefinierte Typen ... 850
34.9 ... Benutzerdefinierte Aggregate ... 866
34.10 ... Benutzerdefinierte Trigger ... 873
34.11 ... Administration und Monitoring von CLR-Objekten ... 880

35. T-SQL: erweiterte Themen ... 885
35.1 ... Kompatibilität festlegen ... 885
35.2 ... Änderungen der Kompatibilität ab SQL Server 2008 ... 886
35.3 ... Änderungen bei nicht ANSI-konformen Abfragen ... 887
35.4 ... »CROSS APPLY« und »OUTER APPLY« ... 888
35.5 ... Kreuztabellen mit »PIVOT« erstellen ... 890
35.6 ... Common Table Expressions ... 897
35.7 ... Fehlerbehandlung ... 905
35.8 ... Ranking- und Windowing-Funktionen ... 912
35.9 ... Die »OUTPUT«-Klausel ... 919
35.10 ... Die »TABLESAMPLE«-Klausel ... 921
35.11 ... »EXCEPT«- und »INTERSECT«-Statement ... 923
35.12 ... Tabellenwertparameter ... 925

36. Einsatz von XML und JSON in der Datenbank ... 931
36.1 ... Warum XML? ... 932
36.2 ... HTML und XML ... 932
36.3 ... XML-Fähigkeiten von SQL Server ... 936
36.4 ... Der XML-Datentyp ... 937
36.5 ... Auf gespeicherte XML-Daten zugreifen ... 943
36.6 ... Darstellung von Abfrageergebnissen im XML-Format ... 954
36.7 ... XML-Schema ermitteln ... 970
36.8 ... XML-Daten in einem relationalen Modell speichern ... 972
36.9 ... Bereitstellung von Daten im JSON-Format ... 975

37. Datenbankzugriff mit ADO.NET ... 989
37.1 ... Einleitung ... 989
37.2 ... Die Datenprovider ... 992
37.3 ... Die Verbindung zu einer Datenbank herstellen ... 993
37.4 ... Die Datenbankabfrage ... 1015
37.5 ... Das »SqlDataReader«-Objekt ... 1021
37.6 ... Parametrisierte Abfragen ... 1029
37.7 ... Der »SqlDataAdapter« ... 1043
37.8 ... Daten im lokalen Speicher -- das »DataSet« ... 1056
37.9 ... Mit mehreren Tabellen arbeiten ... 1081
37.10 ... Aktualisieren der Datenbank ... 1089

38. LINQ ... 1119
38.1 ... Was ist LINQ? ... 1119
38.2 ... LINQ to Objects ... 1125
38.3 ... Die Abfrageoperatoren ... 1129

39. Einführung in das ADO.NET Entity Framework ... 1155
39.1 ... Kritische Betrachtung von ADO.NET ... 1156
39.2 ... Ein erstes Entity Data Model (EDM) erstellen ... 1158
39.3 ... Das Entity Data Model im Designer ... 1163
39.4 ... Der Aufbau des Entity Data Models ... 1168
39.5 ... Die Klassen des Entity Data Models (EDM) ... 1172
39.6 ... Die Architektur des Entity Frameworks ... 1180

40. Abfragen mit .NET 4 Framework-ObjectContext ... 1183
40.1 ... Abfragen mit LINQ to Entities ... 1184
40.2 ... Abfragen mit Entity SQL ... 1207
40.3 ... Der EntityClient-Provider ... 1212
40.4 ... Abfrage-Generator-Methoden (QueryBuilder-Methoden) ... 1215
40.5 ... SQL-Direktabfragen ... 1216

41. Entitätsaktualisierung und Zustandsverwaltung ... 1219
41.1 ... Aktualisieren von Entitäten ... 1219
41.2 ... Der Lebenszyklus einer Entität im Objektkontext ... 1228
41.3 ... Das »ObjectStateEntry«-Objekt ... 1236
41.4 ... Die Klasse »EntityKey« ... 1241
41.5 ... Komplexere Szenarien ... 1243

42. Konflikte behandeln ... 1249
42.1 ... Allgemeine Betrachtungen ... 1249
42.2 ... Konkurrierende Zugriffe mit dem Entity Framework ... 1251

43. Die DbContext-API ... 1259
43.1 ... Datenabfragen mit »DbContext« ... 1259
43.2 ... Ändern von Entitäten ... 1269
43.3 ... Change Tracking (Änderungsnachverfolgung) ... 1274
43.4 ... Kontextlose Entitäten ändern ... 1280

Index ... 1287