MySQL数据库设计篇

概述

         做服务端开发离不开数据库设计，虽然说服务端技术一直在革新，但是MySQL一直都是我们首选使用的关系型数据库。服务端开发一直以来都是采用数据驱动研发的思想，可见数据库设计是非常重要的，数据库设计的好坏对软件设计影响非常大。后来由埃里克·埃文斯（Eric Evans）在他的著作《领域驱动设计：软件核心复杂性应对之策》（Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software，2003）中首次提出领域驱动设计思想，我们开始接触和转变软件设计思想，但是数据库设计依然是非常的重要。如下图所示展示的是两种软件设计思想：

图1 数据驱动研发，领域驱动研发

         工作了很多年依然很多人一直在crud，自我感觉工作中也都没问题，产品给出来的需求也都能得心应手，但是猛然回头却发现自己积累的只是经验，多年工作积累经验成为了一名有经验的码农，这里还有很多人会抱怨这家公司学不到东西，实则却是自己没有去思考软件设计。正如数据库设计是软件设计工作中重要的一环，如果不去思考如何提高自己的数据库设计能力，那也是自己没有理解软件研发是一项设计工作导致的。

        聊到数据库设计，大家基本都想到的是三范式，三范式是数据库设计的基本原则，我们在设计过程中都是要考虑的，那么还有其他方面要考虑吗，当然是有的，如下图所示：

        图2 mysql数据库设计

        如上图展示，是我根据阅读资料和以往经验总结的数据库设计要考虑的各方面，本文将介绍一下各模块的内容。

一、三范式

1．第一范式(确保每列保持原子性)

第一范式是最基本的范式。如果数据库表中的所有字段值都是不可分解的原子值，就说明该数据库表满足了第一范式。

2．第二范式(确保表中的每列都和主键相关)

第二范式在第一范式的基础之上更进一层。第二范式需要确保数据库表中的每一列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关（主要针对联合主键而言）。

3.第三范式(确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关)

第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。

二、表类型（存储引擎）选择

        首先我们要了解存储引擎的作用，如下图所示是MySQL的逻辑架构图：

从图中可以看出存储引擎的作用，MySQL是一款支持多存储引擎的数据库，用户可以根据针对不同的存储需求可以选择最优的存储引擎，那么MySQL支持哪些存储引擎呢？

        据了解MySQL 5.0支持的存储引擎包括MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY、MERGE、EXAMPLE、NDB Cluster、ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE、FEDERATED等，其中 InnoDB和BDB提供事务安全表，其他存储引擎都是非事务安全表。创建新表时如果不指定存储引擎，那么系统就会使用默认存储引擎，MySQL 5.5之前的默认存储引擎是MyISAM，5.5之后改为了InnoDB。

        在做数据库设计的时候我们需要了解如何选择合适的存储引擎，下面罗列两个常用的存储引擎的特性：

        MyISAM：适用于应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高。

        InnoDB：用于事务处理应用程序，支持外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询以外，还包括很多的更新、删除操作。

三、选择合适的数据类型

        做数据库设计很多的工作都是在思考选用哪种数据类型最合适，我总结主要就是一下几种常见情况：

        1、字符串存储数据类型选用

        字符串存储主要就是CHAR和VARCHAR，特性对比如下：

        2、大文本存储数据类型选用

        遇到需要保存较大文本时，我们就会考虑到TEXT或者BLOB。二者之间的主要差别是BLOB能用来保存二进制数据，比如照片；而TEXT只能保存字符数据，比如一篇文章或者日记。TEXT和BLOB中又分别包括TEXT、MEDIUMTEXT、LONGTEXT和BLOB、MEDIUMBLOB、LONGBLOB三种不同的类型，它们之间的主要区别是存储文本长度不同和存储字节不同，用户应该根据实际情况选择能够满足需求的最小存储类型。

        3、数值型存储数据类型选用

        如下图所示是MySQL数值类型的特性对比：

        根据以往设计经验总结，在存储数值型场景中我们主要考虑如下：

        (1)、存储的是整数还是浮点数

        (2)、存储的数据最大、最小值范围

        (3)、存储的数据精度

根据以上考虑因素我们来确定数据类型。

        4、日期型存储数据类型选用

        MySQL提供的常用日期类型有DATE、TIME 、DATETIME、TIMESTAMP，如下图展示的是日期和时间类型的特性，我们根据存储格式要求选用就可以了：

四、字符集

        字符集这块实际上是计算机层面考虑的，计算机最初由美国科学家发明出来的，他们制定了一套编码，称为ASCII编码，但是这套编码并没有考虑到全球各个国家的需求，这样肯定是行不通的，于是各地区根据需要在其基础上进行了编码扩展，这样的话就会导致一个问题乱码，所以我们在日常数据库设计中需要考虑系统的编码，避免出现编码选取不当导致系统乱码的困境。

五、索引的设计

        索引可以极大的提高数据库的查询性能，索引设计的好坏直接影响系统的性能。

MySQL索引类型主要有以下几种：

1. 普通索引：最基本的索引类型，没有唯一性的限制。

2. 唯一索引：与普通索引类似，但区别在于唯一索引列的每个值都必须是唯一的。

3. 主键索引：特殊的唯一索引，不允许有空值，多用于主表的主键。

4. 组合索引：多列值组合成一个索引。

5. 全文索引：主要用来搜索文本类型的数据，如字符串类型的数据。

6. 空间索引：使用空间数据类型的列上，例如GEOMETRY，可以加快空间数据的查询速度。

六、sql mode

        MySQL可以运行在不同的SQL Mode（SQL模式）下，SQL Mode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等，我们可以根据应用场景选用不同的SQL Mode，MySQL中的SQL Mode如下所示：

七、安全

        数据安全我认为是系统设计最重要一方面，保证数据安全实际就是要先保证数据库安全，这块也是很多方面需要考虑，比如SQL注入、敏感数据脱敏、数据库高可用、数据异地多中心等

总结

        紧赶慢赶文章总算是结束了，因为明天要加班，根据自己制定的每周一篇的计划，今晚必须要完成文章的书写工作，一直没有审稿的习惯，本次编写也没来得及审稿先发出了，后续阅读到有不清楚的地方再做细节调整。

        本文意在总结数据库设计各方面的思考路线，一直依赖也都是按积累的经验和数据库知识来做数据库设计的工作，并没有一套成体系的方案，近期因为有一部分工作是审核团队的系统设计，突然想到了数据库设计这一环节是非常重要的，所以考虑把审核的思路整理成体系。希望本文给读者也能带来启发，在此先感谢每一位读者阅读！