MySQL数据库设计规范

时间  2019-11-17
标签 mysql 数据库 设计规范 栏目 MySQL 繁體版
原文   原文链接

MySQL数据库设计规范

目录

1. 规范背景与目的

2. 设计规范

2.1 数据库设计
2.1.1 库名
2.1.2 表结构
2.1.3 列数据类型优化
2.1.4 索引设计
2.1.5 分库分表、分区表
2.1.6 字符集
2.1.7 程序DAO层设计建议
2.1.8 一个规范的建表语句示例
2.2 SQL编写
2.2.1 DML语句
2.2.2 多表链接
2.2.3 事务
2.2.4 排序和分组
2.2.5 线上禁止使用的SQL语句前端

1. 规范背景与目的

MySQL数据库与 Oracle、 SQL Server 等数据库相比，有其内核上的优点与劣势。咱们在使用MySQL数据库的时候须要遵循必定规范，扬长避短。本规范旨在帮助或指导RD、QA、OP等技术人员作出适合线上业务的数据库设计。在数据库变动和处理流程、数据库表设计、SQL编写等方面予以规范，从而为公司业务系统稳定、健康地运行提供保障。mysql

2. 设计规范

2.1 数据库设计

如下全部规范会按照【高危】、【强制】、【建议】三个级别进行标注，遵照优先级从高到低。web

对于不知足【高危】和【强制】两个级别的设计，DBA会强制打回要求修改。redis

2.1.1 库名

  1. 【强制】库的名称必须控制在32个字符之内，相关模块的表名与表名之间尽可能提现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可能使用统一前缀。
  3. 【强制】通常分库名称命名格式是库通配名_编号，编号从0开始递增，好比wenda_001以时间进行分库的名称格式是“库通配名_时间”
  4. 【强制】建立数据库时必须显式指定字符集，而且字符集只能是utf8或者utf8mb4。建立数据库SQL举例：create database
    db1 default character set utf8;。

2.1.2 表结构

  1. 【强制】表和列的名称必须控制在32个字符之内，表名只能使用字母、数字和下划线，一概小写。
  2. 【强制】表名要求模块名强相关，如师资系统采用”sz”做为前缀，渠道系统采用”qd”做为前缀等。
  3. 【强制】建立表时必须显式指定字符集为utf8或utf8mb4。
  4. 【强制】建立表时必须显式指定表存储引擎类型，如无特殊需求，一概为InnoDB。当须要使用除InnoDB/MyISAM/Memory之外的存储引擎时，必须经过DBA审核才能在生产环境中使用。由于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。而这是其余大多数存储引擎不具有的，所以首推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，建议设为其余字段如user_id，order_id等，并创建unique key索引（可参考cdb.teacher表设计）。由于若是设为主键且主键值为随机插入，则会致使innodb内部page分裂和大量随机I/O，性能降低。
  7. 【建议】核心表（如用户表，金钱相关的表）必须有行数据的建立时间字段create_time和最后更新时间字段update_time，便于查问题。
  8. 【建议】表中全部字段必须都是NOT
    NULL属性，业务能够根据须要定义DEFAULT值。由于使用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、聚合函数计算结果误差等问题。
  9. 【建议】建议对表里的blob、text等大字段，垂直拆分到其余表里，仅在须要读这些对象的时候才去select。
  10. 【建议】反范式设计：把常常须要join查询的字段，在其余表里冗余一份。如user_name属性在user_account，user_login_log等表里冗余一份，减小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。中间表和备份表按期清理。
  12. 【强制】对于超过100W行的大表进行alter table，必须通过DBA审核，并在业务低峰期执行。由于alter
    table会产生表锁，期间阻塞对于该表的全部写入，对于业务可能会产生极大影响。

2.1.3 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。由于无符号int存储范围为-2147483648~2147483647（大约21亿左右），溢出后会致使报错。
  2. 【建议】业务中选择性不多的状态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)。由于int只占4字节，能够用以下函数相互转换，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。
    SQL：select inet_aton('192.168.2.12'); select inet_ntoa(3232236044);
    PHP: ip2long(‘192.168.2.12’); long2ip(3530427185);
  4. 【建议】不推荐使用enum，set。 由于它们浪费空间，且枚举值写死了，变动不方便。推荐使用tinyint或smallint。
  5. 【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，是否真的须要这么大字段。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overflow-page里。不幸的是在compact行格式下，原始page和overflow-page都会加载。
  6. 【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。由于int占用4字节，而double占用8字节，空间浪费。
  7. 【建议】文本数据尽可能用varchar存储。由于varchar是变长存储，比char更省空间。MySQL server层规定一行全部文本最多存65535字节，所以在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2^24/3个字符，longtext最多存2^32个字符。通常建议用varchar类型，字符数不要超过2700。
  8. 【建议】时间类型尽可能选取timestamp。由于datetime占用8字节，timestamp仅占用4字节，可是范围为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。

2.1.4 索引设计

  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，惟一键以“uk_”或“uq_”开头，普通索引以“idx_”开头，一概使用小写格式，以表名/字段的名称或缩写做为后缀。
  3. 【强制】InnoDB和MyISAM存储引擎表，索引类型必须为BTREE；MEMORY表能够根据须要选择HASH或者BTREE类型索引。
  4. 【强制】单个索引中每一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】在创建索引时，多考虑创建联合索引，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，保证被驱动表的链接列上有索引，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来讲，若是表里已经存在key(a,b)，则key(a)为冗余索引，须要删除。

2.1.5 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必须指定分区表的建立、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操做，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】水平分表尽可能用取模方式，日志、报表类数据建议采用日期进行分表。

2.1.6 字符集

  1. 【强制】数据库自己库、表、列全部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。

2.1.7 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。由于model虽然可使用面向对象的方式操做db，可是其使用不当很容易形成生成的SQL很是复杂，且model层本身作的强制类型转换性能较差，最终致使数据库性能降低。
  2. 【建议】前端程序链接MySQL或者redis，必需要有链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】前端程序报错里尽可能可以提示MySQL或redis原生态的报错信息，便于排查错误。
  4. 【建议】对于有链接池的前端程序，必须根据业务须要配置初始、最小、最大链接数，超时时间以及链接回收机制，不然会耗尽数据库链接资源，形成线上事故。
  5. 【建议】对于log或history类型的表，随时间增加容易愈来愈大，所以上线前RD或者DBA必须创建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。尽可能避免从库短时延迟（20秒之内）对业务形成影响，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致使并发降低，所以建议更新类SQL尽可能基于主键去更新。
  8. 【建议】业务逻辑之间加锁顺序尽可能保持一致，不然会致使死锁。
  9. 【建议】对于单表读写比大于10:1的数据行或单个列，能够将热点数据放在缓存里（如mecache或redis），加快访问速度，下降MySQL压力。

2.1.8 一个规范的建表语句示例

一个较为规范的建表语句为：sql

CREATE TABLE user (
  `id` bigint(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` bigint(11) NOT NULL COMMENT ‘用户id’
  `username` varchar(45) NOT NULL COMMENT '真实姓名',
  `email` varchar(30) NOT NULL COMMENT ‘用户邮箱’,
  `nickname` varchar(45) NOT NULL COMMENT '昵称',
  `avatar` int(11) NOT NULL COMMENT '头像',
  `birthday` date NOT NULL COMMENT '生日',
  `sex` tinyint(4) DEFAULT '0' COMMENT '性别',
  `short_introduce` varchar(150) DEFAULT NULL COMMENT '一句话介绍本身，最多50个汉字',
  `user_resume` varchar(300) NOT NULL COMMENT '用户提交的简历存放地址',
  `user_register_ip` int NOT NULL COMMENT ‘用户注册时的源ip’,
  `create_time` timestamp NOT NULL COMMENT ‘用户记录建立的时间’,
  `update_time` timestamp NOT NULL COMMENT ‘用户资料修改的时间’,
  `user_review_status` tinyint NOT NULL COMMENT ‘用户资料审核状态，1为经过，2为审核中，3为未经过，4为还未提交审核’,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_user_id` (`user_id`),
  KEY `idx_username`(`username`),
  KEY `idx_create_time`(`create_time`,`user_review_status`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='网站用户基本信息';

2.2 SQL编写

2.2.1 DML语句

  1. 【强制】SELECT语句必须指定具体字段名称，禁止写成。由于select
    会将不应读的数据也从MySQL里读出来，形成网卡压力。且表字段一旦更新，但model层没有来得及更新的话，系统会报错。
  2. 【强制】insert语句指定具体字段名称，不要写成insert into t1 values(…)，道理同上。
  3. 【建议】insert
    into…values(XX),(XX),(XX)…。这里XX的值不要超过5000个。值过多虽然上线很很快，但会引发主从同步延迟。
  4. 【建议】SELECT语句不要使用UNION，推荐使用UNION ALL，而且UNION子句个数限制在5个之内。由于union all不须要去重，节省数据库资源，提升性能。
  5. 【建议】in值列表限制在500之内。例如select… where userid in(….500个之内…)，这么作是为了减小底层扫描，减轻数据库压力从而加速查询。
  6. 【建议】事务里批量更新数据须要控制数量，进行必要的sleep，作到少许屡次。
  7. 【强制】事务涉及的表必须所有是innodb表。不然一旦失败不会所有回滚，且易形成主从库同步终端。
  8. 【强制】写入和事务发往主库，只读SQL发往从库。
  9. 【强制】除静态表或小表（100行之内），DML语句必须有where条件，且使用索引查找。
  10. 【强制】生产环境禁止使用hint，如sql_no_cache，force index，ignore key，straight join等。由于hint是用来强制SQL按照某个执行计划来执行，但随着数据量变化咱们没法保证本身当初的预判是正确的，所以咱们要相信MySQL优化器！
  11. 【强制】where条件里等号左右字段类型必须一致，不然没法利用索引。
  12. 【建议】SELECT|UPDATE|DELETE|REPLACE要有WHERE子句，且WHERE子句的条件必需使用索引查找。
  13. 【强制】生产数据库中强烈不推荐大表上发生全表扫描，但对于100行如下的静态表能够全表扫描。查询数据量不要超过表行数的25%，不然不会利用索引。
  14. 【强制】WHERE 子句中禁止只使用全模糊的LIKE条件进行查找，必须有其余等值或范围查询条件，不然没法利用索引。
  15. 【建议】索引列不要使用函数或表达式，不然没法利用索引。如where length(name)='Admin'或where
    user_id+2=10023。
  16. 【建议】减小使用or语句，可将or语句优化为union，而后在各个where条件上创建索引。如where a=1 or
    b=2优化为where a=1… union …where b=2, key(a),key(b)。
  17. 【建议】分页查询，当limit起点较高时，可先用过滤条件进行过滤。如select a,b,c from t1 limit
    10000,20;优化为: select a,b,c from t1 where id>10000 limit 20;。

2.2.2 多表链接

  1. 【强制】禁止跨db的join语句。由于这样能够减小模块间耦合，为数据库拆分奠基坚实基础。
  2. 【强制】禁止在业务的更新类SQL语句中使用join，好比update t1 join t2…。
  3. 【建议】不建议使用子查询，建议将子查询SQL拆开结合程序屡次查询，或使用join来代替子查询。
  4. 【建议】线上环境，多表join不要超过3个表。
  5. 【建议】多表链接查询推荐使用别名，且SELECT列表中要用别名引用字段，数据库.表格式，如select a from db1.table1 alias1 where …。
  6. 【建议】在多表join中，尽可能选取结果集较小的表做为驱动表，来join其余表。

2.2.3 事务

  1. 【建议】事务中INSERT|UPDATE|DELETE|REPLACE语句操做的行数控制在2000之内，以及WHERE子句中IN列表的传参个数控制在500之内。
  2. 【建议】批量操做数据时，须要控制事务处理间隔时间，进行必要的sleep，通常建议值5-10秒。
  3. 【建议】对于有auto_increment属性字段的表的插入操做，并发须要控制在200之内。
  4. 【强制】程序设计必须考虑“数据库事务隔离级别”带来的影响，包括脏读、不可重复读和幻读。线上建议事务隔离级别为repeatable-read。
  5. 【建议】事务里包含SQL不超过5个（支付业务除外）。由于过长的事务会致使锁数据较久，MySQL内部缓存、链接消耗过多等雪崩问题。
  6. 【建议】事务里更新语句尽可能基于主键或unique key，如update … where id=XX;
    不然会产生间隙锁，内部扩大锁定范围，致使系统性能降低，产生死锁。
  7. 【建议】尽可能把一些典型外部调用移出事务，如调用webservice，访问文件存储等，从而避免事务过长。
  8. 【建议】对于MySQL主从延迟严格敏感的select语句，请开启事务强制访问主库。

2.2.4 排序和分组

  1. 【建议】减小使用order by，和业务沟通能不排序就不排序，或将排序放到程序端去作。order by、group
    by、distinct这些语句较为耗费CPU，数据库的CPU资源是极其宝贵的。
  2. 【建议】order by、group by、distinct这些SQL尽可能利用索引直接检索出排序好的数据。如where a=1
    order by能够利用key(a,b)。
  3. 【建议】包含了order by、group
    by、distinct这些查询的语句，where条件过滤出来的结果集请保持在1000行之内，不然SQL会很慢。
  4. 2.2.5 线上禁止使用的SQL语句 【高危】禁用update|delete t1 … where a=XX limit XX; 这种带limit的更新语句。由于会致使主从不一致，致使数据错乱。建议加上order by PK。
  5. 【高危】禁止使用关联子查询，如update t1 set … where name in(select name from user
    where…);效率极其低下。
  6. 【强制】禁用procedure、function、trigger、views、event、外键约束。由于他们消耗数据库资源，下降数据库实例可扩展性。推荐都在程序端实现。
  7. 【强制】禁用insert into …on duplicate key update…在高并发环境下，会形成主从不一致。
  8. 【强制】禁止联表更新语句，如update t1,t2 where t1.id=t2.id…。

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程