数据库设计规范建议

数据库设计规范建议

1 库名

1. 【强制】库的名称必须控制在32个字符以内，相关模块的表名与表名之间尽量提现join的关系，如user表和user_login表。
2. 【强制】库的名称格式：业务系统名称_子系统名，同一模块使用的表名尽量使用统一前缀。
3. 【强制】一般分库名称命名格式是库通配名_编号，编号从0开始递增，比如wenda_001以时间进行分库的名称格式是"库通配名_时间"
4. 【强制】创建数据库时必须显式指定字符集，并且字符集只能是utf8或者utf8mb4。创建数据库SQL举例：create database db1 default character set utf8;。

2 表结构

1. 【强制】表和列的名称必须控制在32个字符以内，表名只能使用字母、数字和下划线，一律小写。
2. 【强制】表名要求模块名强相关，如师资系统采用"sz"作为前缀，渠道系统采用"qd"作为前缀等。
3. 【强制】创建表时必须显式指定字符集为utf8或utf8mb4。
4. 【强制】创建表时必须显式指定表存储引擎类型，如无特殊需求，一律为InnoDB。当需要使用除InnoDB/MyISAM/Memory以外的存储引擎时，必须通过DBA审核才能在生产环境中使用。因为Innodb表支持事务、行锁、宕机恢复、MVCC等关系型数据库重要特性，为业界使用最多的MySQL存储引擎。而这是其他大多数存储引擎不具备的，因此首推InnoDB。
5. 【强制】建表必须有comment
6. 【建议】建表时关于主键：(1)强制要求主键为id，类型为int或bigint，且为auto_increment (2)标识表里每一行主体的字段不要设为主键，建议设为其他字段如user_id，rder_id等，并建立unique key索引（可参考teacher表设计）。因为如果设为主键且主键值为随机插入，则会导致innodb内部page分裂和大量随机I/O，性能下降。
7. 【建议】核心表（如用户表，金钱相关的表）必须有行数据的创建时间字段create_time和最后更新时间字段update_time，便于查问题。
8. 【建议】表中所有字段必须都是NOT NULL属性，业务可以根据需要定义DEFAULT值。因为使用NULL值会存在每一行都会占用额外存储空间、数据迁移容易出错、聚合函数计算结果偏差等问题。
9. 【建议】建议对表里的blob、text等大字段，垂直拆分到其他表里，仅在需要读这些对象的时候才去select。
10. 【建议】反范式设计：把经常需要join查询的字段，在其他表里冗余一份。如user_name属性在user_account，user_login_log等表里冗余一份，减少join查询。
11. 【强制】中间表用于保留中间结果集，名称必须以tmp_开头。备份表用于备份或抓取源表快照，名称必须以bak_开头。中间表和备份表定期清理。
12. 【强制】对于超过100W行的大表进行alter table，必须经过DBA审核，并在业务低峰期执行。因为alter table会产生表锁，期间阻塞对于该表的所有写入，对于业务可能会产生极大影响。

3 列数据类型优化

1. 【建议】表中的自增列（auto_increment属性），推荐使用bigint类型。因为无符号int存储范围为-2147483648~2147483647（大约21亿左右），溢出后会导致报错。
2. 【建议】业务中选择性很少的状态status、类型type等字段推荐使用tinytint或者smallint类型节省存储空间。
3. 【建议】业务中IP地址字段推荐使用int类型，不推荐用char(15)。因为int只占4字节，可以用如下函数相互转换，而char(15)占用至少15字节。一旦表数据行数到了1亿，那么要多用1.1G存储空间。
4. SQL：select inet_aton('192.168.2.12'); select inet_ntoa(3232236044);
5. PHP: ip2long('192.168.2.12'); long2ip(3530427185);
6. 【建议】不推荐使用enum，set。 因为它们浪费空间，且枚举值写死了，变更不方便。推荐使用tinyint或smallint。
7. 【建议】不推荐使用blob，text等类型。它们都比较浪费硬盘和内存空间。在加载表数据时，会读取大字段到内存里从而浪费内存空间，影响系统性能。建议和PM、RD沟通，是否真的需要这么大字段。Innodb中当一行记录超过8098字节时，会将该记录中选取最长的一个字段将其768字节放在原始page里，该字段余下内容放在verflow-page里。不幸的是在compact行格式下，原始page和verflow-page都会加载。
8. 【建议】存储金钱的字段，建议用int，程序端乘以100和除以100进行存取。因为int占用4字节，而double占用8字节，空间浪费。
9. 【建议】文本数据尽量用varchar存储。因为varchar是变长存储，比char更省空间。MySQL server层规定一行所有文本最多存65535字节，因此在utf8字符集下最多存21844个字符，超过会自动转换为mediumtext字段。而text在utf8字符集下最多存21844个字符，mediumtext最多存224/3个字符，longtext最多存232个字符。一般建议用varchar类型，字符数不要超过2700。
10. 【建议】时间类型尽量选取timestamp。因为datetime占用8字节，timestamp仅占用4字节，但是范围为1970-01-01 00:00:01到2038-01-01 00:00:00。更为高阶的方法，选用int来存储时间，使用SQL函数unix_timestamp()和from_unixtime()来进行转换。

4 索引优化

1. 【强制】InnoDB表必须主键为id int/bigint auto_increment,且主键值禁止被更新。
2. 【建议】主键的名称以"pk_"开头，唯一键以"uk_"或"uq_"开头，普通索引以"idx_"开头，一律使用小写格式，以表名/字段的名称或缩写作为后缀。
3. 【强制】InnoDB和MyISAM存储引擎表，索引类型必须为BTREE；MEMORY表可以根据需要选择HASH或者BTREE类型索引。
4. 【强制】单个索引中每个索引记录的长度不能超过64KB。
5. 【建议】单个表上的索引个数不能超过7个。
6. 【建议】在建立索引时，多考虑建立联合索引，并把区分度最高的字段放在最前面。如列userid的区分度可由select count(distinct userid)计算出来。
7. 【建议】在多表join的SQL里，保证被驱动表的连接列上有索引，这样join执行效率最高。
8. 【建议】建表或加索引时，保证表里互相不存在冗余索引。对于MySQL来说，如果表里已经存在key(a,b)，则key(a)为冗余索引，需要删除。

5 分库分表、分区表

1. 【强制】分区表的分区字段（partition-key）必须有索引，或者是组合索引的首列。
2. 【强制】单个分区表中的分区（包括子分区）个数不能超过1024。
3. 【强制】上线前RD或者DBA必须指定分区表的创建、清理策略。
4. 【强制】访问分区表的SQL必须包含分区键。
5. 【建议】单个分区文件不超过2G，总大小不超过50G。建议总分区数不超过20个。
6. 【强制】对于分区表执行alter table操作，必须在业务低峰期执行。
7. 【强制】采用分库策略的，库的数量不能超过1024
8. 【强制】采用分表策略的，表的数量不能超过4096
9. 【建议】单个分表不超过500W行，ibd文件大小不超过2G，这样才能让数据分布式变得性能更佳。
10. 【建议】水平分表尽量用取模方式，日志、报表类数据建议采用日期进行分表。

6 字符集

1. 【强制】数据库本身库、表、列所有字符集必须保持一致，为utf8或utf8mb4。
2. 【强制】前端程序字符集或者环境变量中的字符集，与数据库、表的字符集必须一致，统一为utf8。

7 程序层DAO设计建议

1. 【建议】新的代码不要用model，推荐使用手动拼SQL+绑定变量传入参数的方式。因为model虽然可以使用面向对象的方式操作db，但是其使用不当很容易造成生成的SQL非常复杂，且model层自己做的强制类型转换性能较差，最终导致数据库性能下降。
2. 【建议】前端程序连接MySQL或者redis，必须要有连接超时和失败重连机制，且失败重试必须有间隔时间。
3. 【建议】前端程序报错里尽量能够提示MySQL或redis原生态的报错信息，便于排查错误。
4. 【建议】对于有连接池的前端程序，必须根据业务需要配置初始、最小、最大连接数，超时时间以及连接回收机制，否则会耗尽数据库连接资源，造成线上事故。
5. 【建议】对于log或history类型的表，随时间增长容易越来越大，因此上线前RD或者DBA必须建立表数据清理或归档方案。
6. 【建议】在应用程序设计阶段，RD必须考虑并规避数据库中主从延迟对于业务的影响。尽量避免从库短时延迟（20秒以内）对业务造成影响，建议强制一致性的读开启事务走主库，或更新后过一段时间再去读从库。
7. 【建议】多个并发业务逻辑访问同一块数据（innodb表）时，会在数据库端产生行锁甚至表锁导致并发下降，因此建议更新类SQL尽量基于主键去更新。
8. 【建议】业务逻辑之间加锁顺序尽量保持一致，否则会导致死锁。
9. 【建议】对于单表读写比大于10:1的数据行或单个列，可以将热点数据放在缓存里（如mecache或redis），加快访问速度，降低MySQL压力。

8 一个规范的建表语句示例

一个较为规范的建表语句为：

CREATETABLEuser ( `id`bigint(11) NOTNULL AUTO_INCREMENT, `user_id`bigint(11) NOTNULLCOMMENT '用户id' `username`varchar(45) NOTNULLCOMMENT'真实姓名', `email`varchar(30) NOTNULLCOMMENT '用户邮箱', `nickname`varchar(45) NOTNULLCOMMENT'昵称', `avatar`int(11) NOTNULLCOMMENT'头像', `birthday`dateNOTNULLCOMMENT'生日', `sex` tinyint(4) DEFAULT'0'COMMENT'性别', `short_introduce`varchar(150) DEFAULTNULLCOMMENT'一句话介绍自己，最多50个汉字', `user_resume`varchar(300) NOTNULLCOMMENT'用户提交的简历存放地址', `user_register_ip`intNOTNULLCOMMENT '用户注册时的源ip', `create_time`timestampNOTNULLCOMMENT '用户记录创建的时间', `update_time`timestampNOTNULLCOMMENT '用户资料修改的时间', `user_review_status` tinyint NOTNULLCOMMENT '用户资料审核状态，1为通过，2为审核中，3为未通过，4为还未提交审核', PRIMARY KEY (`id`), UNIQUEKEY`idx_user_id` (`user_id`), KEY`idx_username`(`username`), KEY`idx_create_time`(`create_time`,`user_review_status`)) ENGINE=InnoDBDEFAULTCHARSET=utf8 COMMENT='网站用户基本信息';