面试官:你这数据库表设计的,问题很大呀!!

发布于:2022-11-09 ⋅ 阅读:(9) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

作为后端开发,我们经常需要设计数据库表。整理了 21 个设计 MySQL 表的经验准则,分享给大家,大家看完一定会有帮助的。

1.命名规范

数据库表名、字段名、索引名等都需要命名规范,可读性高(一般要求用英文),让别人一看命名,就知道这个字段表示什么意思。

比如一个表的账号字段,反例如下

acc_no,1_acc_no,zhanghao

正例:

account_no,account_number
  • 表名、字段名必须使用小写字母或者数字,禁止使用数字开头,禁止使用拼音,并且一般不使用英文缩写。

  • 主键索引名为pk_字段名;唯一索引名为uk_字段名;普通索引名则为idx_字段名

2.选择合适的字段类型

设计表时,我们需要选择合适的字段类型,比如:

  • 尽可能选择存储空间小的字段类型,就好像数字类型的,从tinyint、smallint、int、bigint从左往右开始选择

  • 小数类型如金额,则选择 decimal,禁止使用 float 和 double

  • 如果存储的字符串长度几乎相等,使用 char 定长字符串类型。

  • varchar是可变长字符串,不预先分配存储空间,长度不要超过5000

  • 如果存储的值太大,建议字段类型修改为text,同时抽出单独一张表,用主键与之对应。

  • 同一表中,所有varchar字段的长度加起来,不能大于65535. 如果有这样的需求,请使用TEXT/LONGTEXT类型。

3. 主键设计要合理

主键设计的话,最好不要与业务逻辑有所关联。有些业务上的字段,比如身份证,虽然是唯一的,一些开发者喜欢用它来做主键,但是不是很建议哈。主键最好是毫无意义的一串独立不重复的数字,比如UUID,又或者Auto_increment自增的主键,或者是雪花算法生成的主键等等;

4. 选择合适的字段长度

先问大家一个问题,大家知道数据库字段长度表示字符长度还是字节长度嘛?

其实在 mysql 中,varcharchar类型表示字符长度,而其他类型表示的长度都表示字节长度。比如char(10)表示字符长度是 10,而bigint(4)表示显示长度是4个字节,但是因为 bigint 实际长度是8个字节,所以 bigint(4)的实际长度就是 8 个字节。

我们在设计表的时候,需要充分考虑一个字段的长度,比如一个用户名字段(它的长度 5~20 个字符),你觉得应该设置多长呢?可以考虑设置为 username varchar(32)。字段长度一般设置为 2 的幂哈(也就是2的n次方)。’;

5,优先考虑逻辑删除,而不是物理删除

什么是物理删除?什么是逻辑删除?

  • 物理删除:把数据从硬盘中删除,可释放存储空间

  • 逻辑删除:给数据添加一个字段,比如is_deleted,以标记该数据已经逻辑删除。

物理删除就是执行delete语句,如删除account_no =‘666’的账户信息 SQL 如下:

delete from account_info_tab whereaccount_no ='666';

逻辑删除呢,就是这样:

update account_info_tab set is_deleted = 1 where account_no ='666';

为什么推荐用逻辑删除,不推荐物理删除呢?

  • 为什么不推荐使用物理删除,因为恢复数据很困难

  • 物理删除会使自增主键不再连续

  • 核心业务表 的数据不建议做物理删除,只适合做状态变更。

6. 每个表都需要添加这几个通用字段如主键、create_time、modifed_time 等

表必备一般来说,或具备这几个字段:

  • id:主键,一个表必须得有主键,必须

  • create_time:创建时间,必须

  • modifed_time/update_time: 修改时间,必须,更新记录时,需要更新它

  • version : 数据记录的版本号,用于乐观锁,非必须

  • remark :数据记录备注,非必须

  • modified_by :修改人,非必须

  • creator :创建人,非必须

7. 一张表的字段不宜过多

我们建表的时候,要牢记,一张表的字段不宜过多哈,一般尽量不要超过 20 个字段哈。笔者记得上个公司,有伙伴设计开户表,加了五十多个字段。。。

如果一张表的字段过多,表中保存的数据可能就会很大,查询效率就会很低。因此,一张表不要设计太多字段哈,如果业务需求,实在需要很多字段,可以把一张大的表,拆成多张小的表,它们的主键相同即可。

当表的字段数非常多时,可以将表分成两张表,一张作为条件查询表,一张作为详细内容表 (主要是为了性能考虑)。

8. 尽可能使用 not null 定义字段

如果没有特殊的理由, 一般都建议将字段定义为NOT NULL 。

为什么呢?

  • 首先,NOT NULL 可以防止出现空指针问题。

  • 其次,NULL值存储也需要额外的空间的,它也会导致比较运算更为复杂,使优化器难以优化 SQL。

  • NULL值有可能会导致索引失效

  • 如果将字段默认设置成一个空字符串或常量值并没有什么不同,且都不会影响到应用逻辑, 那就可以将这个字段设置为NOT NULL

9. 设计表时,评估哪些字段需要加索引

首先,评估你的表数据量。如果你的表数据量只有一百几十行,就没有必要加索引。否则设计表的时候,如果有查询条件的字段,一般就需要建立索引。但是索引也不能滥用:

  • 索引也不要建得太多,一般单表索引个数不要超过5个。因为创建过多的索引,会降低写得速度。

  • 区分度不高的字段,不能加索引,如性别等

  • 索引创建完后,还是要注意避免索引失效的情况,如使用 mysql 的内置函数,会导致索引失效的

  • 索引过多的话,可以通过联合索引的话方式来优化。然后的话,索引还有一些规则,如覆盖索引,最左匹配原则等等。。

假设你新建一张用户表,如下:

CREATE TABLE user_info_tab (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `create_time` datetime NOT NULL,
  `modifed_time` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

对于这张表,很可能会有根据user_id或者name查询用户信息,并且,user_id是唯一的。因此,你是可以给user_id加上唯一索引,name加上普通索引。

CREATE TABLE user_info_tab (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `create_time` datetime NOT NULL,
  `modifed_time` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name` (`name`) USING BTREE,
  UNIQUE KEY un_user_id (user_id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

10. 不需要严格遵守 3NF,通过业务字段冗余来减少表关联

什么是数据库三范式(3NF),大家是否还有印象吗?

  • 第一范式:对属性的原子性,要求属性具有原子性,不可再分解;

  • 第二范式:对记录的唯一性,要求记录有唯一标识,即实体的唯一性,即不存在部分依赖;

  • 第三方式:对字段的冗余性,要求任何字段不能由其他字段派生出来,它要求字段没有冗余,即不存在传递依赖;

我们设计表及其字段之间的关系, 应尽量满足第三范式。但是有时候,可以适当冗余,来提高效率。比如以下这张表

商品名称 商品型号 单价 数量 总金额
手机 华为 8000 5 40000

以上这张存放商品信息的基本表。总金额这个字段的存在,表明该表的设计不满足第三范式,因为总金额可以由单价*数量得到,说明总金额是冗余字段。但是,增加总金额这个冗余字段,可以提高查询统计的速度,这就是以空间换时间的作法。

当然,这只是个小例子哈,大家开发设计的时候,要结合具体业务分析哈。

11. 避免使用 MySQL 保留字

如果库名、表名、字段名等属性含有保留字时,SQL语句必须用反引号来引用属性名称,这将使得 SQL 语句书写、SHELL 脚本中变量的转义等变得非常复杂。

因此,我们一般避免使用MySQL保留字,如select、interval、desc等等

12. 不搞外键关联,一般都在代码维护

什么是外键呢?

外键,也叫FOREIGN KEY,它是用于将两个表连接在一起的键。FOREIGN KEY是一个表中的一个字段(或字段集合),它引用另一个表中的PRIMARY KEY。它是用来保证数据的一致性和完整性的。

阿里的Java规范也有这么一条:

【强制】不得使用外键与级联,一切外键概念必须在应用层解决。

我们为什么不推荐使用外键呢?

  • 使用外键存在性能问题、并发死锁问题、使用起来不方便等等。每次做DELETE或者UPDATE都必须考虑外键约束,会导致开发的时候很难受,测试数据造数据也不方便。

  • 还有一个场景不能使用外键,就是分库分表。

13. 一般都选择 INNODB 存储引擎

建表是需要选择存储引擎的,我们一般都选择INNODB存储引擎,除非读写比率小于1%, 才考虑使用MyISAM

有些小伙伴可能会有疑惑,不是还有MEMORY等其他存储引擎吗?什么时候使用它呢?其实其他存储引擎一般除了都建议在DBA的指导下使用。

我们来复习一下这MySQL这三种存储引擎的对比区别吧:

特性 INNODB MyISAM MEMORY
事务安全 支持
存储限制 64TB
空间使用
内存使用
插入数据速度
是否支持外键 支持

14. 选择合适统一的字符集。

数据库库、表、开发程序等都需要统一字符集,通常中英文环境用utf8

MySQL 支持的字符集有utf8、utf8mb4、GBK、latin1等。

  • utf8:支持中英文混合场景,国际通过,3 个字节长度

  • utf8mb4: 完全兼容 utf8,4 个字节长度,一般存储emoji 表情需要用到它。

  • GBK :支持中文,但是不支持国际通用字符集,2 个字节长度

  • latin1:MySQL 默认字符集,1 个字节长度

15. 如果你的数据库字段是枚举类型的,需要在 comment 注释清楚

如果你设计的数据库字段是枚举类型的话,就需要在comment后面注释清楚每个枚举的意思,以便于维护

正例如下:

`session_status` varchar(2) COLLATE utf8_bin NOT NULL COMMENT 'session授权态 00:在线-授权态有效 01:下线-授权态失效 02:下线-主动退出 03:下线-在别处被登录'

反例:

`session_status` varchar(2) COLLATE utf8_bin NOT NULL COMMENT 'session授权态'

并且,如果你的枚举类型在未来的版本有增加修改的话,也需要同时维护到comment后面。

16.时间的类型选择

我们设计表的时候,一般都需要加通用时间的字段,如create_time、modified_time等等。那对于时间的类型,我们该如何选择呢?

对于 MySQL 来说,主要有date、datetime、time、timestamp 和 year

  • date :表示的日期值, 格式yyyy-mm-dd,范围1000-01-01 到 9999-12-31,3 字节

  • time :表示的时间值,格式 hh:mm:ss,范围-838:59:59 到 838:59:59,3 字节

  • datetime:表示的日期时间值,格式yyyy-mm-dd hh:mm:ss,范围1000-01-01 00:00:00到9999-12-31 23:59:59```,8 字节,跟时区无关

  • timestamp:表示的时间戳值,格式为yyyymmddhhmmss,范围1970-01-01 00:00:01到2038-01-19 03:14:07,4 字节,跟时区有关

  • year:年份值,格式为yyyy。范围1901到2155,1 字节

推荐优先使用datetime类型来保存日期和时间,因为存储范围更大,且跟时区无关。

17. 不建议使用 Stored procedure (包括存储过程,触发器) 。

什么是存储过程

已预编译为一个可执行过程的一个或多个 SQL 语句。

什么是触发器

触发器,指一段代码,当触发某个事件时,自动执行这些代码。使用场景:

  • 可以通过数据库中的相关表实现级联更改。

  • 实时监控某张表中的某个字段的更改而需要做出相应的处理。

  • 例如可以生成某些业务的编号。

  • 注意不要滥用,否则会造成数据库及应用程序的维护困难。

对于 MYSQL 来说,存储过程、触发器等还不是很成熟, 并没有完善的出错记录处理,不建议使用。

18. 1:N 关系的设计

日常开发中,1对多的关系应该是非常常见的。比如一个班级有多个学生,一个部门有多个员工等等。这种的建表原则就是:在从表(N的这一方)创建一个字段,以字段作为外键指向主表(1的这一方)的主键。示意图如下:

img

学生表是多(N)的一方,会有个字段class_id保存班级表的主键。当然,一班不加外键约束哈,只是单纯保存这个关系而已。

有时候两张表存在N:N关系时,我们应该消除这种关系。通过增加第三张表,把N:N修改为两个 1:N。比如图书和读者,是一个典型的多对多的关系。一本书可以被多个读者借,一个读者又可以借多本书。我们就可以设计一个借书表,包含图书表的主键,以及读者的主键,以及借还标记等字段。

19. 大字段

设计表的时候,我们尤其需要关注一些大字段,即占用较多存储空间的字段。比如用来记录用户评论的字段,又或者记录博客内容的字段,又或者保存合同数据的字段。如果直接把表字段设计成 text 类型的话,就会浪费存储空间,查询效率也不好。

在 MySQl 中,这种方式保存的设计方案,其实是不太合理的。这种非常大的数据,可以保存到mongodb中,然后,在业务表保存对应mongodbid即可。

这种设计思想类似于,我们表字段保存图片时,为什么不是保存图片内容,而是直接保存图片 url 即可。

20. 考虑是否需要分库分表

什么是分库分表呢?

分库就是一个数据库分成多个数据库,部署到不同机器。

分表就是一个数据库表分成多个表。

img

我们在设计表的时候,其实可以提前估算一下,是否需要做分库分表。比如一些用户信息,未来可能数据量到达百万设置千万的话,就可以提前考虑分库分表。

为什么需要分库分表: 数据量太大的话,SQL 的查询就会变慢。如果一个查询 SQL 没命中索引,千百万数据量级别的表可能会拖垮整个数据库。即使 SQL 命中了索引,如果表的数据量超过一千万的话,查询也是会明显变慢的。这是因为索引一般是 B+树结构,数据千万级别的话,B+树的高度会增高,查询就变慢啦。

分库分表主要有水平拆分、垂直拆分的说法,拆分策略有range范围、hash取模。而分库分表主要有这些问题:

  • 事务问题

  • 跨库关联

  • 排序问题

  • 分页问题

  • 分布式 ID

21. SQL 编写的一些优化经验

最后的话,跟大家聊来一些写 SQL 的经验吧:

  • 查询 SQL 尽量不要使用select *,而是select具体字段

  • 如果知道查询结果只有一条或者只要最大/最小一条记录,建议用limit 1

  • 应尽量避免在where子句中使用or来连接条件

  • 注意优化limit深分页问题

  • 使用where条件限定要查询的数据,避免返回多余的行

  • 尽量避免在索引列上使用mysql的内置函数

  • 应尽量避免在 where子句中对字段进行表达式操作

  • 应尽量避免在where子句中使用!=<>操作符

  • 使用联合索引时,注意索引列的顺序,一般遵循最左匹配原则。

  • 对查询进行优化,应考虑在where 及 order by涉及的列上建立索引

  • 如果插入数据过多,考虑批量插入

  • 在适当的时候,使用覆盖索引

  • 使用 explain 分析你 SQL 的计划