MYSQL数据库设计规范与原则

骑猪看日落 2024-02-18 21:24 60阅读 0赞

MYSQL数据库设计规范
     
        1、数据库命名规范
            采用26个英文字母(区分大小写)和0-9的自然数(经常不需要)加上下划线'_'组成;
            命名简洁明确(长度不能超过30个字符);
            例如：user, stat, log, 也可以wifi_user, wifi_stat, wifi_log给数据库加个前缀;
            除非是备份数据库可以加0-9的自然数：user_db_20151210;
             
        2、数据库表名命名规范
            采用26个英文字母(区分大小写)和0-9的自然数(经常不需要)加上下划线'_'组成;
            命名简洁明确,多个单词用下划线'_'分隔;
            例如：user_login, user_profile, user_detail, user_role, user_role_relation,
                user_role_right, user_role_right_relation
            表前缀'user_'可以有效的把相同关系的表显示在一起;
             
        3、数据库表字段名命名规范
            采用26个英文字母(区分大小写)和0-9的自然数(经常不需要)加上下划线'_'组成;
            命名简洁明确,多个单词用下划线'_'分隔;
            例如：user_login表字段 user_id, user_name, pass_word, eamil, tickit, status, mobile, add_time;
            每个表中必须有自增主键,add_time(默认系统时间)
            表与表之间的相关联字段名称要求尽可能的相同;
         
        4、数据库表字段类型规范
            用尽量少的存储空间来存数一个字段的数据;
            例如：能使用int就不要使用varchar、char,能用varchar(16)就不要使用varchar(256);
            IP地址最好使用int类型;
            固定长度的类型最好使用char,例如：邮编;
            能使用tinyint就不要使用smallint,int;
            最好给每个字段一个默认值,最好不能为null;
         
        5、数据库表索引规范
            命名简洁明确,例如：user_login表user_name字段的索引应为user_name_index唯一索引;
            为每个表创建一个主键索引;
            为每个表创建合理的索引;
            建立复合索引请慎重;
             
        6、简单熟悉数据库范式
            第一范式(1NF)：字段值具有原子性,不能再分(所有关系型数据库系统都满足第一范式);
                例如：姓名字段,其中姓和名是一个整体,如果区分姓和名那么必须设立两个独立字段;
             
            第二范式(2NF)：一个表必须有主键,即每行数据都能被唯一的区分;
                备注：必须先满足第一范式;
             
            第三范式(3NF)：一个表中不能包涵其他相关表中非关键字段的信息,即数据表不能有沉余字段;
                备注：必须先满足第二范式;
             
            备注：往往我们在设计表中不能遵守第三范式,因为合理的沉余字段将会给我们减少join的查询;
                  例如：相册表中会添加图片的点击数字段,在相册图片表中也会添加图片的点击数字段;
                   
     
         
    MYSQL数据库设计原则
     
        1、核心原则
            不在数据库做运算;
            cpu计算务必移至业务层;
            控制列数量(字段少而精,字段数建议在20以内);
            平衡范式与冗余(效率优先；往往牺牲范式)
            拒绝3B(拒绝大sql语句：big sql、拒绝大事物：big transaction、拒绝大批量：big batch);
     
        2、字段类原则
            用好数值类型(用合适的字段类型节约空间);
            字符转化为数字(能转化的最好转化,同样节约空间、提高查询性能);
            避免使用NULL字段(NULL字段很难查询优化、NULL字段的索引需要额外空间、NULL字段的复合索引无效);
            少用text类型(尽量使用varchar代替text字段);
         
        3、索引类原则
            合理使用索引(改善查询,减慢更新,索引一定不是越多越好);
            字符字段必须建前缀索引;
            不在索引做列运算;
            innodb主键推荐使用自增列(主键建立聚簇索引,主键不应该被修改,字符串不应该做主键)(理解Innodb的索引保存结构就知道了);
            不用外键(由程序保证约束);
         
        4、sql类原则
            sql语句尽可能简单(一条sql只能在一个cpu运算,大语句拆小语句,减少锁时间,一条大sql可以堵死整个库);
            简单的事务;
            避免使用trig/func(触发器、函数不用客户端程序取而代之);
            不用select *(消耗cpu,io,内存,带宽,这种程序不具有扩展性);
            OR改写为IN(or的效率是n级别);
            OR改写为UNION(mysql的索引合并很弱智);
                select id from t where phone = ’159′ or name = ‘john’;
                =>
                select id from t where phone=’159′
                union
                select id from t where name=’jonh’
            避免负向%;
            慎用count(*);
            limit高效分页(limit越大，效率越低);
            使用union all替代union(union有去重开销);
            少用连接join;
            使用group by;
            请使用同类型比较;
            打散批量更新;
             
        5、性能分析工具
            show profile;
            mysqlsla;
            mysqldumpslow;
            explain;
            show slow log;
            show processlist;

[数据库设计14个技巧 ][14_]

**1. 原始单据与实体之间的关系**  
　　可以是一对一、一对多、多对多的关系。在一般情况下，它们是一对一的关系：即一张原始单据对应且只对应一个实体。  
在特殊情况下，它们可能是一对多或多对一的关系，即一张原始单证对应多个实体，或多张原始单证对应一个实体。  
这里的实体可以理解为基本表。明确这种对应关系后，对我们设计录入界面大有好处。  
  
　　〖例1〗：一份员工履历资料，在人力资源信息系统中，就对应三个基本表：员工基本情况表、社会关系表、工作简历表。  
　　　　　　 这就是“一张原始单证对应多个实体”的典型例子。  
  
**2. 主键与外键**  
　　一般而言，一个实体不能既无主键又无外键。在E—R 图中, 处于叶子部位的实体, 可以定义主键，也可以不定义主键  
　　(因为它无子孙), 但必须要有外键(因为它有父亲)。  
  
　　主键与外键的设计，在全局数据库的设计中，占有重要地位。当全局数据库的设计完成以后，有个美国数据库设计专  
　　家说：“键，到处都是键，除了键之外，什么也没有”，这就是他的数据库设计经验之谈，也反映了他对信息系统核  
　　心(数据模型)的高度抽象思想。因为：主键是实体的高度抽象，主键与外键的配对，表示实体之间的连接。  
  
**3. 基本表的性质**  
　　基本表与中间表、临时表不同，因为它具有如下四个特性：  
　　 (1) 原子性。基本表中的字段是不可再分解的。  
　　 (2) 原始性。基本表中的记录是原始数据（基础数据）的记录。  
　　 (3) 演绎性。由基本表与代码表中的数据，可以派生出所有的输出数据。  
　　 (4) 稳定性。基本表的结构是相对稳定的，表中的记录是要长期保存的。  
　　理解基本表的性质后，在设计数据库时，就能将基本表与中间表、临时表区分开来。  
  
**4. 范式标准**  
　　基本表及其字段之间的关系, 应尽量满足第三范式。但是，满足第三范式的数据库设计，往往不是最好的设计。  
　　为了提高数据库的运行效率，常常需要降低范式标准：适当增加冗余，达到以空间换时间的目的。  
  
　　〖例2〗：有一张存放商品的基本表，如表1所示。“金额”这个字段的存在，表明该表的设计不满足第三范式，  
　　因为“金额”可以由“单价”乘以“数量”得到，说明“金额”是冗余字段。但是，增加“金额”这个冗余字段，  
　　可以提高查询统计的速度，这就是以空间换时间的作法。  
　　在Rose 2002中，规定列有两种类型：数据列和计算列。“金额”这样的列被称为“计算列”，而“单价”和  
　　“数量”这样的列被称为“数据列”。  
  
　　表1 商品表的表结构  
　　商品名称 商品型号 单价 数量 金额  
　　电视机 29吋 2,500 40 100,000  
　　  
**5. 通俗地理解三个范式**  
　　通俗地理解三个范式，对于数据库设计大有好处。在数据库设计中，为了更好地应用三个范式，就必须通俗地理解  
　　三个范式(通俗地理解是够用的理解，并不是最科学最准确的理解)：  
　　第一范式：1NF是对属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解；  
　　第二范式：2NF是对记录的惟一性约束，要求记录有惟一标识，即实体的惟一性；  
　　第三范式：3NF是对字段冗余性的约束，即任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余。  
  
　　没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降  
　　低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理  
　　数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余。  
  
**6. 要善于识别与正确处理多对多的关系**  
　　若两个实体之间存在多对多的关系，则应消除这种关系。消除的办法是，在两者之间增加第三个实体。这样，原来一  
　　个多对多的关系，现在变为两个一对多的关系。要将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去。这里的第三个  
　　实体，实质上是一个较复杂的关系，它对应一张基本表。一般来讲，数据库设计工具不能识别多对多的关系，但能处  
　　理多对多的关系。  
  
　　〖例3〗：在“图书馆信息系统”中，“图书”是一个实体，“读者”也是一个实体。这两个实体之间的关系，是一  
　　个典型的多对多关系：一本图书在不同时间可以被多个读者借阅，一个读者又可以借多本图书。为此，要在二者之  
　　间增加第三个实体，该实体取名为“借还书”，它的属性为：借还时间、借还标志(0表示借书，1表示还书)，另外，  
　　它还应该有两个外键(“图书”的主键，“读者”的主键)，使它能与“图书”和“读者”连接。  
  
**7. 主键PK的取值方法**  
　　 PK是供程序员使用的表间连接工具，可以是一无物理意义的数字串, 由程序自动加1来实现。也可以是有物理意义  
　　的字段名或字段名的组合。不过前者比后者好。当PK是字段名的组合时，建议字段的个数不要太多，多了不但索引  
　　占用空间大，而且速度也慢。  
  
**8. 正确认识数据冗余**  
　　主键与外键在多表中的重复出现, 不属于数据冗余，这个概念必须清楚，事实上有许多人还不清楚。非键字段的重  
　　复出现, 才是数据冗余！而且是一种低级冗余，即重复性的冗余。高级冗余不是字段的重复出现，而是字段的派生出现。  
  
　　〖例4〗：商品中的“单价、数量、金额”三个字段，“金额”就是由“单价”乘以“数量”派生出来的，它就是冗余，  
　　而且是一种高级冗余。冗余的目的是为了提高处理速度。只有低级冗余才会增加数据的不一致性，因为同一数据，可  
　　能从不同时间、地点、角色上多次录入。因此，我们提倡高级冗余(派生性冗余)，反对低级冗余(重复性冗余)。  
  
**9. E--R图没有标准答案**  
　　信息系统的E--R图没有标准答案，因为它的设计与画法不是惟一的，只要它覆盖了系统需求的业务范围和功能内容，  
　　就是可行的。反之要修改E--R图。尽管它没有惟一的标准答案，并不意味着可以随意设计。好的E—R图的标准是：  
　　结构清晰、关联简洁、实体个数适中、属性分配合理、没有低级冗余。  
  
**10 . 视图技术在数据库设计中很有用**  
　　与基本表、代码表、中间表不同，视图是一种虚表，它依赖数据源的实表而存在。视图是供程序员使用数据库的  
　　一个窗口，是基表数据综合的一种形式, 是数据处理的一种方法，是用户数据保密的一种手段。为了进行复杂处理、  
　　提高运算速度和节省存储空间, 视图的定义深度一般不得超过三层。 若三层视图仍不够用, 则应在视图上定义临时表,  
　　 在临时表上再定义视图。这样反复交迭定义, 视图的深度就不受限制了。  
  
　　对于某些与国家政治、经济、技术、军事和安全利益有关的信息系统，视图的作用更加重要。这些系统的基本表完  
　　成物理设计之后，立即在基本表上建立第一层视图，这层视图的个数和结构，与基本表的个数和结构是完全相同。  
　　并且规定，所有的程序员，一律只准在视图上操作。只有数据库管理员，带着多个人员共同掌握的“安全钥匙”，  
　　才能直接在基本表上操作。请读者想想：这是为什么？  
  
**11. 中间表、报表和临时表**  
　　中间表是存放统计数据的表，它是为数据仓库、输出报表或查询结果而设计的，有时它没有主键与外键(数据仓  
　　库除外)。临时表是程序员个人设计的，存放临时记录，为个人所用。基表和中间表由DBA维护，临时表由程序员  
　　自己用程序自动维护。  
  
**12. 完整性约束表现在三个方面**  
　　域的完整性：用Check来实现约束，在数据库设计工具中，对字段的取值范围进行定义时，有一个Check按钮，通  
　　过它定义字段的值城。  
　　参照完整性：用PK、FK、表级触发器来实现。  
　　用户定义完整性：它是一些业务规则，用存储过程和触发器来实现。  
  
**13. 防止数据库设计打补丁的方法是“三少原则”**  
　　 (1) 一个数据库中表的个数越少越好。只有表的个数少了，才能说明系统的E--R图少而精，去掉了重复的多余的  
　　　　实体，形成了对客观世界的高度抽象，进行了系统的数据集成，防止了打补丁式的设计；  
  
　　 (2) 一个表中组合主键的字段个数越少越好。因为主键的作用，一是建主键索引，二是做为子表的外键，所以组  
　　　　合主键的字段个数少了，不仅节省了运行时间，而且节省了索引存储空间；  
  
　　 (3) 一个表中的字段个数越少越好。只有字段的个数少了，才能说明在系统中不存在数据重复，且很少有数据冗  
　　　　余，更重要的是督促读者学会“列变行”，这样就防止了将子表中的字段拉入到主表中去，在主表中留下许  
　　　　多空余的字段。所谓“列变行”，就是将主表中的一部分内容拉出去，另外单独建一个子表。这个方法很简  
　　　　单，有的人就是不习惯、不采纳、不执行。  
  
　　数据库设计的实用原则是：在数据冗余和处理速度之间找到合适的平衡点。“三少”是一个整体概念，综合观点，  
　　不能孤立某一个原则。该原则是相对的，不是绝对的。“三多”原则肯定是错误的。试想：若覆盖系统同样的功  
　　能，一百个实体(共一千个属性) 的E--R图，肯定比二百个实体(共二千个属性) 的E--R图，要好得多。  
  
　　提倡“三少”原则，是叫读者学会利用数据库设计技术进行系统的数据集成。数据集成的步骤是将文件系统集成  
　　为应用数据库，将应用数据库集成为主题数据库，将主题数据库集成为全局综合数据库。集成的程度越高，数据  
　　共享性就越强，信息孤岛现象就越少，整个企业信息系统的全局E—R图中实体的个数、主键的个数、属性的个数  
　　就会越少。  
  
　　提倡“三少”原则的目的，是防止读者利用打补丁技术，不断地对数据库进行增删改，使企业数据库变成了随意  
　　设计数据库表的“垃圾堆”，或数据库表的“大杂院”，最后造成数据库中的基本表、代码表、中间表、临时表  
　　杂乱无章，不计其数，导致企事业单位的信息系统无法维护而瘫痪。  
  
　　 “三多”原则任何人都可以做到，该原则是“打补丁方法”设计数据库的歪理学说。“三少”原则是少而精的  
　　原则，它要求有较高的数据库设计技巧与艺术，不是任何人都能做到的，因为该原则是杜绝用“打补丁方法”  
　　设计数据库的理论依据。  
  
**14. 提高数据库运行效率的办法**  
　　在给定的系统硬件和系统软件条件下，提高数据库系统的运行效率的办法是：  
　　 (1) 在数据库物理设计时，降低范式，增加冗余, 少用触发器, 多用存储过程。  
　　 (2) 当计算非常复杂、而且记录条数非常巨大时(例如一千万条)，复杂计算要先在数据库外面，以文件系统方  
　　　　式用C++语言计算处理完成之后，最后才入库追加到表中去。这是电信计费系统设计的经验。  
　　 (3) 发现某个表的记录太多，例如超过一千万条，则要对该表进行水平分割。水平分割的做法是，以该表主键  
　　　　PK的某个值为界线，将该表的记录水平分割为两个表。若发现某个表的字段太多，例如超过八十个，则  
　　　　垂直分割该表，将原来的一个表分解为两个表。  
　　 (4) 对数据库管理系统DBMS进行系统优化，即优化各种系统参数，如缓冲区个数。  
　　 (5) 在使用面向数据的SQL语言进行程序设计时，尽量采取优化算法。  
　　　　总之，要提高数据库的运行效率，必须从数据库系统级优化、数据库设计级优化、程序实现级优化，这三  
　　　　个层次上同时下功夫。  
  
　　上述十四个技巧，是许多人在大量的数据库分析与设计实践中，逐步总结出来的。对于这些经验的运用，读者  
　　不能生帮硬套，死记硬背，而要消化理解，实事求是，灵活掌握。并逐步做到：在应用中发展，在发展中应用。

[14_]: http://www.iteye.com/topic/281611