如何不改表结构动态扩展字段？

做者：李瑜宁

笔者的动态字段扩展解决方案主要针对 Mysql 5.7.8 如下版本，在 Mysql 5.7.8 已经新增 JSON Data Type，一样适用该方案，并且状况变得更加简单。

痛点

软件行业惟一不变的就是变化，好比功能上线以后，客户或 PM 须要对已有的功能增长一些合理的需求，完成这些工做必须经过添加字段解决，或者某些功能的实现须要经过增长字段来下降实现的复杂性等等。

这些问题都会改动线上的数据库表结构，一旦改动就会致使锁表，会使全部的写入操做一直等待，直到表锁关闭，特别是对于数据量大的热点表，添加一个字段可能会由于锁表时间过长而致使部分请求超时，这可能会对企业间接形成经济上的损失。

解决方案

增长 json 格式的扩展字段。

下面配合一些代码来描述这个解决方案，读者便于去理解。

mysql 数据库脚本：

DROP TABLE IF EXISTS `cs_dustbin`;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `cs_dustbin` (
  `id` VARCHAR(45) NOT NULL COMMENT '主键自增id',
  `rfid_no` VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT 'rfid 卡号',
  `state` INT(1) NOT NULL COMMENT '垃圾桶状态：0：已注销；1：未使用；2：待使用；3：已使用(绑定收集点)；',
  `user_id` INT NOT NULL COMMENT '登记人，负责录入垃圾桶的人',
  `type` INT(1) NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '垃圾桶类型：1：餐厨垃圾桶',
  `street_code` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '所在镇街 code，根据状态，这里的含义多是领用镇街、退还镇街。',
  `create_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '建立时间',
  `update_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '更新时间',
  `ext` VARCHAR(1000) NOT NULL DEFAULT '{}' COMMENT '扩展字段',
  ...
  PRIMARY KEY (`id`))
ENGINE = InnoDB
COMMENT = '垃圾桶表';

Java 代码：

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.Data;

import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * 垃圾桶实体
 * Created by Blink on 6/28/2018 AD.
 *
 * @author Blink
 */
@Data
public class Dustbin {

    private String id;

    /**
     * rfid 卡号
     */
    @NotNull
    private String rfidNo;

    /**
     * 垃圾桶状态：0：已注销；1：未使用；2：待使用；3：已使用(绑定收集点)；
     * 对应 Dustbin.StateEnum 类
     */
    @NotNull
    private Integer state;

    /**
     * 录入垃圾桶的人员id
     */
    @NotNull
    private Long userId;

    /**
     * 垃圾桶类型：1：餐厨垃圾桶
     * DefaultValue: 1
     */
    @NotNull
    private Integer type;

    /**
     * 所在镇街 code
     * 根据状态，这里的含义多是领用镇街、退还镇街
     */
    private Integer streetCode;

    /**
     * 建立时间
     * defaultValue : now()
     */
    @NotNull
    private Date createTime;

    /**
     * 更新时间
     */
    @NotNull
    private Date updateTime;

    /**
     * 扩展字段，详细数据查看 DustbinExt.java
     * DefaultValue: {}
     */
    private String ext;

    ...

    public DustbinExt getExtObject() {
        return JSON.parseObject(this.getExt(), DustbinExt.class);
    }

    public void setExtObject(DustbinExt ext) {
        this.ext = JSON.toJSONString(ext);
    }

    /**
     * 垃圾桶扩展属性
     * Created by Blink on 6/28/2018 AD.
     *
     * @author Blink
     */
    @Data
    public static class DustbinExt {

        /**
         * 所在镇街
         * 根据状态，这里的含义多是领用镇街、退还镇街、绑定的镇街
         */

        private String street;

        /**
         * 客户（收集点）id，绑定收集点的时候须要填入
         * 根据目前的需求（2018-06-29），当收集点解绑的时候
         * 须要保存垃圾桶最新绑定收集点名称，因此在解绑垃圾桶的时候不会把这个信息删掉
         * 只有当绑定收集点的时候才把他覆盖
         */
        private Long customerId;

        /**
         * 客户（收集点）名称，绑定收集点的时候须要填入
         * 根据目前的需求（2018-06-29），当收集点解绑的时候
         * 须要保存垃圾桶最新绑定收集点名称，因此在解绑垃圾桶的时候不会把这个信息删掉
         * 只有当绑定收集点的时候才把他覆盖
         */
        private String customer;

        /**
         * 损坏部位
         * 1：桶盖；2：桶口；3：桶身；4：桶轴；5：桶底；6：桶轮；
         * 对应 DustbinDamagePartEnum 类
         */
        private List<Integer> parts;
    }

    ...
}

mysql 脚本能够看到扩展字段的信息：

ext VARCHAR(1000) NOT NULL DEFAULT '{}' COMMENT '扩展字段'

能够看到这么一段 Java 代码：

...

/**
 * 扩展字段，详细字段查看 DustbinExt 类
 * DefaultValue: {}
 */
private String ext;

public DustbinExt getExtObject() {
    return JSON.parseObject(this.getExt(), DustbinExt.class);
}

public void setExtObject(DustbinExt ext) {
    this.ext = JSON.toJSONString(ext);
}

...

能够看到 ext 字段就是用来存储 json 格式的数据，它能够动态地增长任何字段，甚至是对象，不须要经过 DDL（Data Definition Language） 去建立字段，很是适合用来解决上面提到的问题。

Java 代码在这里起到辅助性做用，经过定义一个内部类来管理扩展字段的属性，方便咱们了解和管理扩展字段，提升代码的可读性和可维护性，java 这种方式也是笔者总结出来的较为优雅的作法（我的观点）。

局限性

有经验的读者可能会提出，ext 字段在 Mysql 5.7.8 如下版本没法对扩展字段中的某一个或一部分字段创建索引，由于 Mysql 5.7.8 版本如下不支持（Mysql 5.7.8 支持为 Json Data Type 创建索引）。

没错，这是这个解决方案的一个局限性，在 Mysql 5.7.8 如下版本，个人建议是， ext 扩展字段不要存储热点数据，只存储非热点数据，这样就能够避免查询操做，下降维护 ext 字段带来的成本和风险，那如何识别新增字段是否是热点数据呢？这个须要结合实际业务需求来判断，也能够询问对业务和技术更有经验的同事，便于读者更快得出结论。

终极版解决方案

在一些极端的状况下，变化可能来得太快，而咱们要的是减小变化带来的成本和风险，因此在表设计之初能够根据自身经验，或者找更有经验的人寻求帮助，预估一下须要预留多少个备用字段，再配合扩展字段，基本上能够把改变（添加字段）表结构的次数降至一个很是少的次数。

总结

在特殊状况下，经过扩展字段 + 预留字段基本上能够作到动态扩展字段，又不会影响为热点数据创建索引的状况，这样咱们获得了一个很是灵活的表结构，便于咱们应对将来的变化，可是请注意，要维护好咱们的实体，包括里面的每个字段，敬畏每一行代码。

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