一、核心原则

1、尽量不在数据库做运算

俗话说:别让脚趾头想事情,那是脑瓜子的职责。作为数据库开发人员,我们应该让数据库多做她所擅长的事情。尽量不在数据库做运算,复杂运算移到程序端CPU,尽可能简单应用MYSQL。

举例:在mysql中尽量不要使用如:md5()、Order by Rand()等这类运算函数

2、尽量控制单表数据量

大家都知道单表数据量过大后会影响数据查询效率,严重情况下会导致整个库都卡住。一般情况下,按照一年内单表数据量预估:纯INT不超过1000W,含CHAR不超过500W,同时要尽量做好合理的分表,使单表数据量不超载,常见的分表策略有:通过
USERID来分表(根据ID区间分表):在金融行业应用较多,用户量大、用户特征明显。按DATE分表(按天、周、月分表)
:在电信行业应用非常多,如用户上网记录表、用户短信表、话单表等。按AREA分表(省、市、区分表)。分区表的适用场景主要有:

* ① 表非常大,无法全部存在内存,或者只在表的最后有热点数据,其他都是历史数据;
* ② 分区表的数据更易维护,可以对独立的分区进行独立的操作;
* ③ 分区表的数据可以分布在不同的机器上,从而高效使用资源;
* ④ 可以使用分区表来避免某些特殊的瓶颈;
* ⑤ 可以备份和恢复独立的分区。
* 但是使用分区表同样有一些限制,在使用的时候需要注意:
* ① 一个表最多只能有 1024 个分区;
* ② 5.1版本中,分区表表达式必须是整数, 5.5可以使用列分区;
* ③ 分区字段中如果有主键和唯一索引列,那么主键列和唯一列都必须包含进来;
* ④ 分区表中无法使用外键约束;
* ⑤ 需要对现有表的结构进行修改;
* ⑥ 所有分区都必须使用相同的存储引擎;
* ⑦ 分区函数中可以使用的函数和表达式会有一些限制;
* ⑧ 某些存储引擎不支持分区;
* ⑨ 对于 MyISAM 的分区表,不能使用 load index into cache;
* ⑩ 对于 MyISAM 表,使用分区表时需要打开更多的文件描述符。
3、尽量控制表字段数量

单表的字段数量也不能太多,根据业务场景进行优化调整,尽量调整表字段数少而精,这样有以下好处:IO高效、全表遍历、表修复快、提高并发、alter
table更快。那究竟单表多少字段合适呢?按照单表1G体积,500W行数据量进行评估:
顺序读1G文件需N秒、单行不超过200Byte、单表不超50个纯INT字段、单表不超20个CHAR(10)字段、建议单表字段数上限控制在20~50个。

4、平衡范式与冗余

数据库表结构的设计也讲究平衡,以往我们经常说要严格遵循三大范式,所以先来说说什么是范式。
第一范式:单个字段不可再分。唯一性。第二范式:不存在非主属性只依赖部分主键。消除不完全依赖。第三范式:消除传递依赖。用一句话来总结范式和冗余:
冗余是以存储换取性能,范式是以性能换取存储。所以,一般在实际工作中冗余更受欢迎一些
。模型设计时,这两方面的具体的权衡,首先要以企业提供的计算能力和存储资源为基础。其次,一般互联网行业中都根据Kimball模式实施数据仓库,建模也是以任务驱动的,因此冗余和范式的权衡符合任务需要。例如,一份指标数据,必须在早上8点之前处理完成,但计算的时间窗口又很小,要尽可能减少指标的计算耗时,这时在计算过程中要尽可能减少多表关联,模型设计时需要做更多的冗余。

5、拒绝3B

数据库的并发就像城市交通,呈非线性增长,这就要求我们在做数据库开发的时候一定要注意高并发下的瓶颈,防止因高并发造成数据库瘫痪。这里的拒绝3B是指:
大SQL(BIG SQL)、大事务(BIG Transaction)、大批量(BIG Batch)。

二、字段类原则

1、用好数值字段类型

整型:TINYINT(1Byte)、TINYINT(1Byte)、SMALLINT(2B)、MEDIUMINT(3B)、INT(4B)、BIGINT(8B);浮点型:FLOAT(4B)、DOUBLE(8B)、DECIMAL(M,D)。以几个常见的例子来进行说明:

1)、INT(1) VS INT(11)

很多人都分不清INT(1)和INT(11)的区别,想必大家也很好奇吧,其实1和11其实只是显示长度的区别而已,也就是不管int(x)x的值是什么值,存储数字的取值范围还是int本身数据类型的取值范围,x只是数据显示的长度而已。

2)、BIGINT AUTO_INCREMENT

大家都知道,有符号int最大可以支持到约22亿,远远大于我们的需求和MySQL单表所能支持的性能上限。对于OLTP应用来说,单表的规模一般要保持在千万级别,不会达到22亿上限。如果要加大预留量,可以把主键改为改为无符号int,上限为42亿,这个预留量已经是非常的充足了。使用bigint,会占用更大的磁盘和内存空间,内存空间毕竟有限,无效的占用会导致更多的数据换入换出,额外增加了IO的压力,对性能是不利的。
因此推荐自增主键使用int unsigned类型,但不建议使用bigint。

3)、DECIMAL(N,0)

当采用DECIMAL数据类型的时候,一般小数位数不会是0,如果小数位数设置为0,那建议使用INT类型

2、将字符转化为数字

数字型VS字符串型索引有更多优势:更高效、查询更快、占用空间更小。举例:用无符号INT存储IP,而非CHAR(15) INT
UNSIGNED,可以用INET_ATON()和INET_NTOA()来实现IP字符串和数值之间的转换。

3、优先使用ENUM或SET

对于一些枚举型数据,我们推荐优先使用ENUM或SET,这样的场景适合:字符串型并且可能值已知且有限
。存储方面:1)ENUM占用1字节,转为数值运算,2)SET视节点定,最多占用8字节,3)比较时需要加‘单引号(即使是数值)举例:
`sex` enum('F','M') COMMENT '性别'; `c1` enum('0','1','2','3') COMMENT '审核';
4、避免使用NULL字段

为什么在数据库表字段设计的时候尽量都加上NOT NULL DEFAULT
'',这里面不得不说用NULL字段的弊端:很难进行查询优化,NULL列加索引,需要额外空间,含NULL复合索引无效。举例:
`a` char(32) DEFAULT NULL 【不推荐】 `b` int(10) NOT NULL 【不推荐】 `c` int(10) NOT
NULL DEFAULT 0 【推荐】
5、少用并拆分TEXT/BLOB

TEXT类型处理性能远低于VARCHAR,强制生成硬盘临时表,浪费更多空间。VARCHAR(65535)==>64K(注意UTF-8),
尽量不用TEXT/BLOB数据类型。如果业务需要必须用,建议拆分到单独的表。如下举例:
CREATE TABLE t1 ( id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, data TEXT NOT NULL, PRIMARY
KEY(id) ) ENGINE=InnoDB;
6、不在数据库里存图片

如果将图片全部存在数据库,将使得数据库体积变大,会造成读写速度变慢。
图片存数据库的弊端:对数据库的读/写的速度永远都赶不上文件系统处理的速度,数据库备份变的巨大,越来越耗时间,对文件的访问需要穿越你的应用层和数据库层。
推荐数据库中保存图片路径。
按照年月日生成路径。具体是按照年月日还是按照年月去生成路径,根据自己需要(不一定是按照日期去生成)。理解为什么要分散到多个文件夹中去才是关键,涉及到一个原理就明白了:
操作系统对单个目录的文件数量是有限制的。当文件数量很多的时候。从目录中获取文件的速度就会越来越慢。所以为了保持速度,才要按照固定规则去分散到多个目录中去。图片分散到磁盘路径中去。
数据库字段中保存的是类似于这样子的”images/2012/09/25/
1343287394783.jpg”原来上传的图片文件名称会重新命名保存,比如按照时间戳来生成,1343287394783.
jpg。这样子是为了避免文件名重复,多个人往同一个目录上传图片的时候会出现。反正用什么样的规则命名图片,只要做到图片名称的唯一性即可。比如网站的并发访问量大,目录的生成分得月细越好。比如精确到小时,一个小时都可以是一个文件夹。同时0.001秒有两个用户同时在上传图片(因为那么就会往同一个小时文件夹里面存图片)。因为时间戳是精确到秒的。为了做到图片名称唯一性而不至于覆盖,生成可以在在时间戳后面继续加毫秒微秒等。总结的规律是,并发访问量越大。就越精确就好了。(
注意:数据库保存的路径不要把域名也保存进去了,而且保存的路径最好是相对路径)

三、索引类原则

1、谨慎合理添加索引

添加索引是为了改善查询,添加索引会减慢更新,索引不是越多越好,能不加的索引尽量不加(综合评估数据密度和数据分布,最好不超过字段数20%),结合核心SQL有限考虑覆盖索引。
举例:不要给“性别”列创建索引。理论上值重复率高的字段不适合建索引。
不要说性别字段只有两个值,网友亲测,一个字段使用拼音首字母做值,共有26种可能,加上索引后,百万加的数据量,使用索引的速度比不使用索引要慢!
为什么性别不适合建索引呢?因为你访问索引需要付出额外的IO开销,你从索引中拿到的只是地址,要想真正访问到数据还是要对表进行一次IO
。假如你要从表的100万行数据中取几个数据,那么利用索引迅速定位,访问索引的这IO开销就非常值了。但如果你是从100万行数据中取50万行数据,就比如性别字段,那你相对需要访问50万次索引,再访问50万次表,加起来的开销并不会比直接对表进行一次完整扫描小。

2、字符字段必须建前缀索引

单字母区分度:26;4字母区分度:26*26*26*26 = 456,976;5字母区分度:26*26*26*26*26 =
11,881,376;6字母区分度:26*26*26*26*26*26 = 308,915,776 。字符字段必须建前缀索引,例如:
create table P( `pinyin` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '小区拼音', KEY
`idx_pinyin` (`pinyin`(8)), ) ENGINE=InnoDB
3、不在索引列做运算

在索引列计算会导致:无法使用索引、全表扫描。如下:
BAD SAMPLE: select * from table WHERE to_days(current_date) –
to_days(date_col) <= 10 GOOD SAMPLE: select * from table WHERE date_col >=
DATE_SUB('2011-10-22',INTERVAL 10 DAY);
4、自增列或全局ID做INNODB主键

对主键建立聚簇索引,二级索引存储主键值,主键不应更新修改,按自增顺序插入值,忌用字符串做主键,聚簇索引分裂,推荐用独立于业务的AUTO_INCREMENT列或全局ID生成器做代理主键,若不指定主键,InnoDB会用唯一且非空值索引代替。

5、尽量不用外键

线上OLTP系统尽量不用外键:外键可节省开发量,有额外开销,逐行操作,可“到达”其他表,意味着锁,高并发时容易死锁,建议由程序保证约束。比如我们原来建表语句是这样的:
CREATE TABLE `user` ( `user_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`user_name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户名', PRIMARY KEY
(`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; CREATE TABLE `order` ( `id`
int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键', `total_price` decimal(10,2) NOT
NULL DEFAULT '0.00', `user_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', PRIMARY KEY
(`id`), KEY `for_indx_user_id` (`user_id`), CONSTRAINT `for_indx_user_id`
FOREIGN KEY (`user_id`) REFERENCES `user` (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT
CHARSET=utf8;
不使用外键约束后:
CREATE TABLE `user` ( `user_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`user_name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户名', PRIMARY KEY
(`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; CREATE TABLE `order` ( `id`
int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键', `total_price` decimal(10,2) NOT
NULL DEFAULT '0.00', `user_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
不适用外键约束后,为了加快查询我们通常会给不建立外键约束的字段添加一个索引。实际开发中,一般不会建立外键约束。
CREATE TABLE `order` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`total_price` decimal(10,2) NOT NULL DEFAULT '0.00', `user_id` int(11) NOT NULL
DEFAULT '0', PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_user_id` (`user_id`), ) ENGINE=InnoDB
DEFAULT CHARSET=utf8;
四、SQL类原则

1、SQL语句尽可能简单

在开发过程中,我们尽量要保持SQL语句的简单性,我们对比一下大SQL和多个简单SQL。传统设计思想 BUG MySQL
NOT,一条SQL只能在一个CPU运算,5000+
QPS的高并发中,1秒大SQL意味着?可能一条大SQL就把整个数据库堵死,拒绝大SQL,拆解成多条简单SQL,简单SQL缓存命中率更高,减少锁表时间,特别是MyISAM,用上多CPU。

2、保持事务(连接)短小

事务/连接使用原则:即开即用,用完即关。与事务无关操作都放到事务外面,减少锁资源的占用,不破坏一致性前提下,使用多个短事务代替长事务。
如:1)发帖时的图片上传等待。2)大量的sleep连接。3.尽可能避免使用SP/TRIG/FUNC。线上OLTP系统中,我们应当:
尽可能少用存储过程、尽可能少用触发器,减少使用MySQL函数对结果进行处理,将上述这些事情都交给客户端程序负责。

4、尽量不用SELECT *

用SELECT * 时,将会更多的消耗CPU、内存、IO以及网络带宽。我们在写查询语句时,应当尽量不用SELECT *
,只取需要的数据列。更安全的设计,减少表变化带来的影响,为使用covering index提供可能性。Select/JOIN
减少硬盘临时表生成,特别是有TEXT/BLOB时。

5、改写OR为IN()

同一字段,将or改写为in()。OR效率:O(n),IN效率:O(Log n)。当n很大时,OR会慢很多。注意控制IN的个数,建议n小于200
Select * from opp WHERE phone='12347856' or phone='42242233' #(不推荐) Select *
from opp WHERE phone in ('12347856' , '42242233') #(推荐)
6、改写OR为UNION

不同字段,将or改为union。减少对不同字段进行 "or" 查询,Merge index往往很弱智,如果有足够信心:set global
optimizer_switch='index_merge=off';
Select * from opp WHERE phone='010-88886666' or cellPhone='13800138000'; #不推荐
Select * from opp WHERE phone='010-88886666' union Select * from opp WHERE
cellPhone='13800138000'; # 推荐
7、避免负向查询和%前缀模糊查询

在实际开发中,我们要尽量避免负向查询,那什么是负向查询呢,主要有以下:NOT、!=、<>、!<、!>、NOT EXISTS、NOT IN、NOT
LIKE等。同时,我们还要避免%前缀模糊查询,因为这样会使用B+ Tree,同时会造成使用不了索引,并且会导致全表扫描,性能和效率可想而知。

8、减少COUNT(*)

在开发中我们经常会使用COUNT(*),殊不知这种用法会造成大量的资源浪费,因为COUNT(*)资源开销大,所以我们能不用尽量少用。
对于计数类统计,实时统计:用memcache,双向更新,凌晨跑基准。非实时统计:尽量用单独统计表,定期重算。

9、LIMIT高效分页
传统分页:Select * from table limit 10000,10; LIMIT原理: Limit 10000,10 偏移量越大则越慢
推荐分页: Select * from table WHERE id>=23423 limit 11; #10+1 (每页10条) select * from
table WHERE id>=23434 limit 11; 分页方式二: Select * from table WHERE id >= ( select
id from table limit 10000,1 ) limit 10; 分页方式三: SELECT * FROM table INNER JOIN
(SELECT id FROM table LIMIT 10000,10) USING (id) ; 分页方式四: #先使用程序获取ID: select id
from table limit 10000,10; #再用in获取ID对应的记录 Select * from table WHERE id in
(123,456…) ; 具体需要根据实际的场景分析并重组索引
10、用UNION ALL 而非UNION

如果无需对结果进行去重,仅仅是对多表进行联合查询并展示,则用UNION ALL,因为UNION有去重开销。如下例子:
MySQL>SELECT * FROM detail20091128 UNION ALL SELECT * FROM detail20110427
UNION ALL SELECT * FROM detail20110426 UNION ALL SELECT * FROM detail20110425
UNION ALL SELECT * FROM detail20110424 UNION ALL SELECT * FROM detail20110423;
11、分解联接保证高并发

高并发DB不建议进行两个表以上的JOIN。适当分解联接保证高并发:可缓存大量早期数据,使用了多个MyISAM表,对大表的小ID
IN(),联接引用同一个表多次。
原SQL: MySQL> Select * from tag JOIN tag_post on tag_post.tag_id=tag.id JOIN
post on tag_post.post_id=post.id WHERE tag.tag=‘二手玩具’; 分解SQL: MySQL> Select *
from tag WHERE tag=‘二手玩具’; MySQL> Select * from tag_post WHERE tag_id=1321;
MySQL> Select * from post WHERE post.id in (123,456,314,141)
12、GROUP BY 去除排序

使用GROUP BY可以实现分组和自动排序。无需排序:Order by NULL;特定排序:Group by DESC/ASC。

13、同数据类型的列值比较

原则:数字对数字,字符对字符。数值列与字符类型比较:同时转换为双精度进行比对。字符列与数值类型比较:字符列整列转数值,不会使用索引查询。

14、Load data 导数据

批量数据快导入:成批装载比单行装载更快,不需要每次刷新缓存。无索引时装载比索引装载更快。Insert values ,values,values
减少索引刷新。Load data比insert快约20倍,尽量不用INSERT ... SELECT,一个是有延迟,另外就是会同步出错。

15、打散大批量更新

大批量更新尽量凌晨操作,避开高峰,凌晨不限制,白天上线默认为100条/秒(特殊再议)。
update post set tag=1 WHERE id in (1,2,3); sleep 0.01; update post set tag=1
WHERE id in (4,5,6); sleep 0.01;
16、Know Every SQL

作为DBA乃至数据库开发人员,我们必须对数据库的每条SQL都非常了解,常见的命令有:SHOW
PROFILE、MYSQLsla、MySQLdumpslow、explain、Show Slow Log、Show Processlist、SHOW
QUERY_RESPONSE_TIME(Percona)等

五、约定类原则

1、隔离线上线下

构建数据库的生态环境,确保开发无线上库操作权限。原则:线上连线上,线下连线下。生产数据用pro库,预生产环境用pre库,测试用test库,开发用dev库。

2、禁止未经DBA确认的子查询

大部分情况优化较差,特别WHERE中使用IN id的子查询,一般可用JOIN改写。如下例子:
MySQL> select * from table1 where id in (select id from table2); MySQL> insert
into table1 (select * from table2); //可能导致复制异常
3、永远不在程序端显式加锁

外部锁对数据库丌可控,高幵发时是灾难,极难调试和排查,对于类似并发扣款等一致性问题,我们采用事务来处理,Commit前进行二次校验冲突。

4、统一字符集为UTF8

5、统一命名规范

六、14个实用的数据库设计技巧

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?
个 ,这个推荐看一下。

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。 SQL 数据库小技巧,这个推荐看一下。

(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。

七、总结

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。

 

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