关系数据库应用设计基础

关系数据库应用设计基础 ideawu 百度客户端软件部后端组 http://www.ideawu.net/

内容简介
以 MySQL 为平台
关系数据库基础理论
经典设计和用法
常用 SQL 查询
数据库优化
本文的例子 – RSS 订阅器

理论结合实践 , 实践结合理论
“ 理论要结合实践” , 是对理论的贬低吗 ?
理论和实践
理论不结合实践 - 书呆子
实践不结合理论 - 业余者
理论结合实践 - 科学家
实践结合理论 - 专业者
阅读了 XX 源码的人普通码农一楼掌握了理论的人二楼能进行理论创新的人三楼

常用工具
phpmyadmin

实体关系模型 (ER)
进行业务分析时 , 业务描述中的名词一般都可归结为”实体” (Entity)
例 : 用户订阅了一个博客 . 归结出两个实体 : 用户 , 博客
业务描述中的动词一般都可归结为”关系” (Relation)
接上例 : 一个关系 : 订阅
实体一般对应数据库表 , 关系对应外键和表 .

数据库表和字段的命名规则
用户 (User)
id, name, password
博客 (Site)
id, name, url
经验和惯用法
第一个实体表都有一个自增 (auto_increment) 的整数字段作为主键 , 这个字段是不具有业务意义 , 名为 id, 不要带表名前缀 ( 如 user_id).
如果实体有唯一的属性可作为主键 ( 如员工号 ), 但还是应该设立一个 id 字段 , 同时把该属性加上 UNIQUE 索引 .
表名和字段名小写下划线 ( 强烈建议 !)

关系类型
一对一 (1:1)
用户的基本信息是一个表 , 附加信息是另一个表
共享主键关联 , 外键关联
一对多 (1:n)
一个分类包含多篇文章 , 多篇文章属于一个分类
多对多 (m:n)
一个分类包含多篇文章 , 一篇文章属于多个分类

实体关系图 (ERD)
实体 , 用矩形表示
关系 , 用菱形和连线表示 , 非多对多时可省略菱形 , 连线两端标名” 1”, “m”, “n”, 当一端是” m” 时 , 连线的端点带分叉

ER 图表示实体关系
一对一
一对多
多对多

实体和实体关系的表设计
一对一
共享主键 : user{id, name}, user_ext{id, other}
外键 : user{id, name}, user_ext{id, user_id, other}, 适用场景 : 比如最初是两个系统中的表
一对多
外键 : category{id, name}, item{id, category_id , title}
多对多
后接 ...>>

实体和实体关系的表设计 ( 续 )
多对多
简单关联 : subscribe{user_id, site_id}
带附加属性的关联 : subscribe{ id , user_id, item_id, 订阅时间 }
一旦关系带有附加属性 , 那么关系本身就是一个实体 , 最好带有无业务意义自增 id.
符合理论模型 , 多对多关系要使用 3 个表 .

不符合理论模型的多对多关系设计
用两个表来表示多对多
user_subscribe{user_id, 逗号分隔的博客 id 列表 }
“ 关系”被弱化 , 无法进行关系操作
不能这样获取订阅者列表 : select user_id from user_subscribe where item_id=1
虽然可以在 SQL 查询中用字符串处理操作来达到目的 , 但不是关系操作 .
这种做法叫”逆规范化” , 也即” 反细化 ”
粒度越小 , 可操纵程度越高 , 但增加成本 . 反之 , 也有道理 .
退化成类似所谓的 KV
避免冗余
某些操作可能提升性能 , 如获取用户的订阅博客 id 列表
...

建立数据库和表

字段类型的选择
主键 : id, INT/BIGINT, autoincrement, PK
外键 : 表名 _id, INT/BIGINT, KEY
短字段串 : VARCHAR/CHAR
长字段串 : TEXT/LONGTEXT
时间 : DATETIME, INT
二进制数据 : BLOB/LONGBLOB
唯一索引 : 如字段没有重复值 , 可加上 UNIQUE 索引

关系数据库经典用法和设计
树形结构在关系数据库中的存储
category{id, parent_id, name}
多对多关联表
戴 3 个表 : category, item, category_item_rel
...

表连接查询
交叉连接 , 逗号连接 (cross join)
select * from a, b where a.id=b.a_id;
foreach(row in a){
foreach(row2 in b){
if(a.id == b.a_id){result[] = (row, row2);}
}
}
左连接
select * from a left join b on a.id=b.a_id
foreach(row in a){
found = false;
foreach(row2 in b){
if(a.id == b.a_id){
found = true; result[] = (row, row2);
}
}
if(found == false){result[] = (row, NULL);}
}

表连接查询应用
category(id, name), item(id, category_id, title)
在返回结果中包含原表没有的字段 : select item.id, i.name as category_name from item i, category c where i.category_id=c.id;

经典 SQL 查询语句
分组计数 (group by, having)
表 log{ip, url, time}
访问次数最多的 10 个 IP: select ip, count(*) as c from log group by ip order by c desc limit 10
访问次数大于 10000 的 IP: select ip, count(*) as c from log group by ip having c>10000, 不能用 where.
如何实现”不存在”查询 ? – 找出不包含 item 的 category.
not in: select * from category where id not in(select distinct category_id from item);
left join is NULL: select c.* from category c left join item i on c.id=i.id where i.id is NULL;
...

数据库优化
索引对查询优化
MySQL 简单查询的速度非常快
使用 explain 命令来分析 SQL 查询语句
一般但不绝对 , 给出现在 WHERE 条件中的字段加索引
复杂查询拆分为多次简单查询 , 多次简单查询合并为单个复杂查询
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分表
横向切分 , 如按 id 段切分
纵向切分 , 如把所有外键字段放在单独的表中
分库
无法使用表关联
适度冗余

MySQL 主从复制
解决问题 : 扩展 , 备份
复制是异步的
只能往 Master 写
既可以从 Master 读 , 也可以从 Slave 读
dbproxy 可以根据 sql 语句的类型选择主从

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关系数据库应用设计基础

by ideawu on Jun 24, 2011

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