作为后端开发人员，避免不了和数据库打交道，可是我们怎么能够设计出高效，可维护，可扩展的数据库设计呢，在这里我总结了几个点，供大家参考。

在写之前，可能需要重复下数据库设计的范式原则，我们不需要完全死板遵循范式原则，它可以作为我们的一个标准，但是也需要结合业务实际情况，在尽可能遵循范式的同时也要高效地满足业务需求，可能1NF，2NF是原则，但是3NF我们需要结合自己的业务去思考设计。

第一范式（1NF）：确保表中的每一列都是不可分割的基本数据项，即列具有原子性（列的不可再分性）。
第二范式（2NF）：在1NF基础上，非主键列完全依赖于整个主键，消除部分依赖（也就是每行数据的唯一性）。
第三范式（3NF）：在2NF基础上，非主键列之间不存在传递依赖，即每个非主键列只依赖于主键，不依赖于其他非主键列（也就是说如果出现依赖非主键的字段，那就要考虑是否需要拆出来一张表）。

1. 名称

要求：
1. 见名知意，采用下划线的命名方式。
2. 利用前缀对表进行业务性的归类，比如基础表：base_，订单表：order_。
3. 表字段尽可能采用小写，提高可读性。
4. 避免保留字，防止sql误读。
5. 如果是外键字段，字段前缀需要加上表名称。
6. 状态类的字段避免采用is_开头，因为：在对应到java实体类属性的时候，布尔类型的属性其getter方法应以is开头，而非布尔类型的属性则以get开头，如果属性本身就以is开头，这将导致getter方法的命名产生混淆或不符合规范。
7. 创建人，创建时间，更新人，更新时间，推荐使用：created_by，created_time，updated_by，updated_time。

2. 字段类型

原则： 尽可能选择占用存储空间小的字段类型，在满足正常业务需求的情况下，从小到大选择。

列举场景如下：

1. 整型 (INT, TINYINT, SMALLINT, MEDIUMINT, BIGINT):

• INT: 通用的整数类型，适用于大部分计数或编号场景，如用户ID、订单ID。
• TINYINT: 当数值范围较小，如0-255，适用于状态码、权限标志。
• SMALLINT, MEDIUMINT: 当需要比TINYINT更大的范围但又不需要INT那么大的时候。
• BIGINT: 当整数范围需要超过INT的限制时，如非常大的用户基数或计数。

2. 浮点型 (FLOAT, DOUBLE, DECIMAL):

• FLOAT, DOUBLE: 适合存储科学计算、精确度要求不高或大数据范围的数值，如地理坐标、物理测量值。
• DECIMAL: 对精度有严格要求的财务数据，如货币金额，因为它能提供固定的小数位数和完全精确的计算。

3. 字符串类型 (VARCHAR, CHAR, TEXT, ENUM, SET):

• VARCHAR: 用于存储可变长度的字符串，是最常用的文本类型，适用于名字、地址等。
• CHAR: 固定长度字符串，适合存储长度稳定的字段，如邮编、固定长度的代码。
• TEXT: 存储大量文本内容，如文章、评论，当VARCHAR的长度不够时使用。
• ENUM: 用于定义一个预设的值列表，适用于有限选项的选择，如性别、状态。
• SET: 允许多选，存储一个预定义值的集合，适用于标签、权限集合。

4. 日期时间类型 (DATE, TIME, DATETIME, TIMESTAMP):

• DATE: 只存储日期，不包含时间部分，适用于记录生日、签约日期。
• TIME: 只存储时间，不包含日期，适用于记录营业时间、事件持续时间。
• DATETIME: 同时存储日期和时间，精度到秒，适合大多数日期时间记录。
• TIMESTAMP: 类似DATETIME，但自动更新并支持时区转换，适合记录创建或更新时间。

5. 二进制类型 (BINARY, VARBINARY, BLOB, TEXT):

• BINARY, VARBINARY: 存储二进制数据，如图片、文件的原始字节流。
• BLOB, TEXT: 用于存储较大的文本或二进制数据，BLOB适合二进制大对象，TEXT适合大文本。

注意：decimal(m,n)，其中n是指小数的长度，而m是指整数加小数的总长度。

3. 字段长度

注意：在mysql中除了varchar和char是代表字符长度之外，其余的类型都是代表字节长度。

那么biginit(n) 这个n表示什么意思呢？
答：在MySQL中，BIGINT(n)中的n实际上并不改变BIGINT类型的实际存储大小或取值范围，这一点与INT(n)等其他整数类型的行为相似。这里的n表示的是显示宽度，它是一个可选的参数，用于指示在查询结果中显示该整数值时所使用的字符宽度。换句话说，它是一个格式化选项，用于控制数值的对齐和格式，而不是影响存储的值本身。

4. 字段个数

我们在建表的时候，一定要对字段个数做一些限制。建议每表的字段个数，不要超过20个。

5. 主键要求

1. 在单个数据库中，主键可以通过AUTO_INCREMENT，设置成自动增长的。

2. 在分布式数据库中，特别是做了分库分表的业务库中，主键最好由外部算法(比如：雪花算法）生成，它能够保证生成的id是全局唯一的。

6. 存储引擎

在mysql8以前的版本，默认的存储引擎是myisam，而mysql8以后的版本，默认的存储引擎变成了innodb。myisam的索引和数据分开存储，而有利于查询，但它不支持事务和外键等功能。而innodb虽说查询性能，稍微弱一点，但它支持事务和外键等，功能更强大一些。
以前的建议是：读多写少的表，用myisam存储引擎。而写多读多的表，用innodb。但mysql对innodb存储引擎性能的不断优化，现在myisam和innodb查询性能相差已经越来越小。
所以，建议我们在使用mysql8以后的版本时，直接使用默认的innodb存储引擎即可，无需额外修改存储引擎。

7. NOT NULL

在创建字段时，需要选择该字段是否允许为NULL。我们在定义字段时，应该尽可能明确该字段NOT NULL。

主要有以下原因：

1. 在innodb中，需要额外的空间存储null值，需要占用更多的空间。
2. null值可能会导致索引失效。
3. null值只能用is null或者is not null判断，用=号判断永远返回false。

因此，建议我们在定义字段时，能定义成NOT NULL，就定义成NOT NULL，同时如果有必要，尽可能给一些状态类的字段设定默认值。

8. 索引

索引分类

索引的分类没有固定的标准，可以从这么几个维度进行分类：

1. 按数据结构分类：

1. B-Tree索引：这是MySQL中最常见的索引类型，尤其InnoDB存储引擎默认使用B+Tree作为索引结构。它支持范围查询和排序操作，适用于大多数情况。
2. Hash索引：主要应用于Memory存储引擎，适合于等值查询，查询速度快，但不支持范围查询。
3. Full-Text索引：用于全文搜索，能够高效地处理LIKE '%keyword%'这类查询，支持InnoDB和MyISAM存储引擎。
4. R-Tree索引：专为地理空间数据设计，适用于GEOMETRY类型的数据，支持高效的范围查询，但在MySQL中较少使用，且支持的存储引擎有限。

2. 按物理存储分类：

1. 聚集索引（Clustered Index）：数据行的物理顺序与索引顺序一致，每个InnoDB表都有一个聚集索引，通常是主键索引。
2. 非聚集索引（Non-Clustered Index）：也称辅助索引，索引结构中存储的是行的指针或主键值，而非实际行数据。InnoDB表的非主键索引属于此类。

3. 按逻辑功能分类：

1. 主键索引：基于表的主键创建，确保唯一且非空，每个表只能有一个主键索引。
2. 唯一索引：索引列的值必须唯一，可以有NULL值，但一个列中只能有一个NULL值。
3. 普通索引：没有唯一性要求的基本索引，可以创建在任何列上，提高查询效率。
4. 全文索引：用于全文搜索，特别适合文本字段的复杂查询。

4. 按字段个数分类：

1. 单列索引：基于单一列创建的索引。
2. 联合索引/复合索引/组合索引：基于多列创建的索引，遵循最左前缀原则，即查询时必须按照索引创建时的列顺序使用到索引。

5. 特殊索引：

1. 空间索引：用于处理空间数据类型（如GEOMETRY），支持空间数据的高效查询，主要在MyISAM存储引擎中使用。

创建原则

1. 高频查询字段：对查询频次较高且数据量较大的表建立索引，以加速查询过程。
2. 索引字段选择：从WHERE子句中的条件提取最佳候选列，优先选择最常用且过滤效果好的列或列组合创建索引。若多个字段经常一起被查询，考虑创建组合索引。
3. 唯一性索引：使用唯一索引（如主键索引、唯一索引）提高数据的区分度，进而提高查询效率。唯一索引还能提供数据唯一性的约束。
4. 索引数量与效率：索引虽能提升查询速度，但过多的索引会增加写操作的成本（如插入、更新、删除）并占用更多存储空间。需要平衡查询速度和维护成本，建议索引个数不要超过5个。
5. 组合索引优化：创建组合索引时，考虑查询中字段的顺序和组合频率，将选择性高的字段放在前面，以提高索引的利用率。

使用场景

1. 快速查找：对经常需要快速定位记录的字段，如用户ID、产品ID等，创建索引。
2. 排序与分组：如果查询中包含ORDER BY或GROUP BY子句，对排序或分组的字段创建索引可以显著提高执行效率。
3. 范围查询：对于使用BETWEEN、>, <等操作符的范围查询，合适的索引可以加速检索过程。
4. 联接操作：在多表联接查询中，为联接条件涉及的字段创建索引，可以加快联接速度。
5. 分页查询：对于需要频繁执行的分页查询，确保排序字段上有索引，特别是当偏移量较大时。
6. 高并发场景：在高并发读取的场景下，合理使用索引可以减少锁的竞争，提高并发处理能力。

注意：创建唯一索引时，相关字段一定不能包含null值，否则唯一性会失效。

9. 字符集

mysql的字符集使用最多的还是：utf-8和utf8mb4，其中utf-8占用3个字节，比utf8mb4的4个字节，占用更小的存储空间。
但utf-8有个问题：即无法存储emoji表情，因为emoji表情一般需要4个字节。由此，使用utf-8字符集，保存emoji表情时，数据库会直接报错。

建议在建表时字符集设置成：utf8mb4，会省去很多不必要的麻烦。

10. 排序规则

MySQL的字符排序规则定义了字符集内字符串比较和排序的规则，包括是否区分大小写、重音符号、以及特定语言的字母排序顺序。常见的排序规则通常以字符集名称为前缀，并以后缀表示其特性，**如_ci表示“Case Insensitive”（不区分大小写），_cs表示“Case Sensitive”（区分大小写），_bin表示二进制排序（区分大小写且区分字符的所有变体，如重音）**等。以下是一些常见的排序规则及其使用场景：

1. utf8mb4_general_ci

特性：不区分大小写，也不区分重音和其它变音符号。这是最常用的、最宽松的比较规则，适用于对性能有较高要求且不严格要求语言特定排序的应用。
使用场景：适用于大多数Web应用、博客、论坛等，尤其适合那些内容主要是英文且不涉及复杂语言排序需求的场景。

2. utf8mb4_unicode_ci

特性：基于Unicode Collation Algorithm (UCA)，提供更准确的国际化排序，不区分大小写。它能更好地处理不同语言的特定排序规则。
使用场景：适用于需要支持多语言内容排序的应用，如国际化的网站、翻译平台、全球化企业系统等，当对排序准确性有较高要求时选用。

3. utf8mb4_0900_ai_ci

特性：基于Unicode 9.0标准，不区分大小写和重音符号，是MySQL 8.0.1及更高版本的默认排序规则。它比utf8mb4_unicode_ci更现代，可能包含更多最近的Unicode字符分类更新。
使用场景：适用于新开发的项目，尤其是那些需要利用最新Unicode标准特性的应用，以及期望获得更好国际化支持的系统。

4. utf8mb4_0900_as_ci

特性：类似于utf8mb4_0900_ai_ci，但提供了 accent-sensitive 的比较，意味着在比较时不区分大小写但区分重音。
使用场景：适合那些需要区分重音但在大小写上不作区分的特定语言环境，如某些欧洲语言的文本处理系统。

5. utf8mb4_bin

特性：二进制排序，区分大小写和所有字符变体，包括重音。这种排序规则提供最精确的比较，但性能消耗相对较高。
使用场景：适用于需要精确字符串比较的场景，如密码存储、唯一标识符验证、序列号比较等，以及对数据准确性要求极高的特定应用。

11. 大字段

我们在创建表时，对一些特殊字段，要额外关注，比如：大字段，即占用较多存储空间的字段。如果直接定义成text类型，可能会浪费存储空间，所以建议将这类字段定义成varchar类型的存储效率更高。

如果遇到大文档类的字段，最好的方式是将文件上传到文件服务器，数据库存储URL链接，如果真的要存数据库，可以存储到mongodb中，然后在mysql的业务表中，保存mongodb表的id。

12. 冗余字段

我们在设计表的时候，为了性能考虑，提升查询速度，有时可以冗余一些字段。但是需要注意数据的一致性问题，对冗余字段也需要关注更新，

13. 注释

我们在做表设计的时候，一定要把表和相关字段的注释加好。

举例：

CREATE TABLE `sys_dept` (`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',`name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '名称',`pid` bigint NOT NULL COMMENT '上级部门',`valid_status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '有效状态 1:有效 0:无效',`create_user_id` bigint NOT NULL COMMENT '创建人ID',`create_user_name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '创建人名称',`create_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '创建日期',`update_user_id` bigint DEFAULT NULL COMMENT '修改人ID',`update_user_name` varchar(30)  DEFAULT NULL COMMENT '修改人名称',`update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '修改时间',`is_del` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否删除 1：已删除 0：未删除',PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,KEY `index_pid` (`pid`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='部门';

特别是有些状态类型的字段，比如：valid_status字段，该字段表示有效状态， 1:有效 0:无效。