数据库设计规范（数据库设计三大规范）

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数据库设计规范（数据库设计三大规范）原创波波说运维2019-10-12 00:01:00

概述

MySQL数据库与 Oracle、 SQL Server 等数据库相比，有其内核上的优势与劣势。我们在应用MySQL数据库的时候须要遵守必定规范，扬长避短。无意中从github上看到一个大佬的MySQL数据库设计规范，顺便在这里分享一下。

https://github.com/jly8866/archer/blob/master/src/docs/mysql_db_design_guide.md

写的都很适用，建议珍藏浏览。

1、数据库设计

以下所有规范会依照【高危】、【强迫】、【建议】三个级别进行标注，遵照优先级从高到低。对于不满足【高危】和【强迫】两个级别的设计，DBA会强迫打回请求修正。

1、库名

  1. 【强迫】库的名称必需掌握在32个字符以内，相干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. 【强迫】库的名称格局：业务体系名称_子体系名，同一模块应用的表名尽量应用统一前缀。

  3. 【强迫】一般分库名称命名格局是库通配名_编号，编号从0开端递增，比如wenda_001以时光进行分库的名称格局是“库通配名_时光”

  4. 【强迫】创立数据库时必需显式指定字符集，并且字符集只能是utf8或者utf8mb4。创立数据(原创www.isoyu.com版权)库SQL举例：create database db1 default character set utf8;。

2、 表构造

  1. 【强迫】表和列的名称必需掌握在32个字符以内，表名只能应用字母、数字和下划线，一律小写。

  2. 【强迫】表名请求模块名强相干，如师资体系采取”sz”作为前缀，渠道体系采取”qd”作为前缀等。

  3. 【强迫】创立表时必需显式指定字符集为utf8或utf8mb4。

  4. 【强迫】创立表时必需显式指定表存储引擎类型，如无特别需求，一律为InnoDB。当须要应用除InnoDB/MyISAM/Memory以外的存储引擎时，必需通过DBA审核能力在生产环境中应用。因为Innodb表支撑事务、行锁、宕机恢复、MVCC等关系型数据库主要特征，为业界应用最多的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. 【强迫】建表必需有comment

  6. 【建议】建表时关于主键：(1)强迫请求主键为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百思特网，order_id等，并树立unique key索引（可参考cdb.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决裂和大批随机I/O，性能降低。

  7. 【建议】核心表（如用户表，金钱相干的表）必需有行数据的创立时光字段create_time和最后更新时光字段update_time，便于查问题。

  8. 【建议】表中所有字段必需都是NOT NULL属性，业务可以依据须要定义DEFAULT值。因为应用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、聚合函数盘算成果偏差等问题。

  9. 【建议】建议对表里的blob、text等大字段，垂直拆分到其他表里，仅在须要读这些对象的时候才去select。

  10. 【建议】反范式设计：把经常须要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. 【强迫】中间表用于保存中间成果集，名称必需以tmp_开头。备份表用于备份或抓取源表快照，名称必需以bak_开头。中间表和备份表定期清算。

  12. 【强迫】对于超过100W行的大表进行alter table，必需经过DBA审核，并在业务低峰期履行。因为alter table会发生表锁，期间阻塞对于该表的所有写入，对于业务可能会发生极大影响。

3、 列数据类型优化

  1. 【建议】表中的自增列（auto_increment属性），推举应用bigint类型。因为无符号int存储规模为-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况status、类型type等字段推举应用tinytint或者smallint类型节俭存储空间。

  3. 【建议】业务中IP地址字段推举应用int类型，不推举用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。 SQL：select inet_aton('192.168.2.12'); select inet_ntoa(3232236044); PHP: ip2long(‘192.168.2.12’); long2ip(3530427185);

  4. 【建议】不推举应用enum，set。 因为它们糟蹋空间，且枚举值写逝世了，变革不便利。推举应用tinyint或smallint。

  5. 【建议】不推举应用blob，text等类型。它们都比拟糟蹋硬盘和内存空间。在加载表数据时，会读取大字段到内存里从而糟蹋内存空间，影响体系性能。建议和PM、RD沟通，是否真的须要这么大字段。Innodb中当一行记载超过8098字节时，会将该记载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行格局下，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。因为int占用4字节，而double占用8字节，空间糟蹋。

  7. 【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，超过会主动转换为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。一般建议用varchar类型，字符数不要超过2700。

  8. 【建议】时光类型尽量选取timestamp。因为datetime占用8字节，timestamp仅占用4字节，但是规模为1970-01-01 00:00:01到2038-01-01 00:00:00。更为高阶的办法，选用int来存储时光，应用SQL函数unix_timestamp()和from_unixtime()来百思特网进行转换。

详细存储大小加入下图：

4、 索引设计

  1. 【强迫】InnoDB表必需主键为id int/bigint auto_increment,且主键值制止被更新。

  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，一律应用小写格局，以表名/字段的名称或缩写作为后缀。

  3. 【强迫】InnoDB和MyISAM存储引擎表，索引类型必需为BTREE；MEMORY表可以依据须要选择HASH或者BTREE类型索引。

  4. 【强迫】单个索引中每个索引记载的长度不能超过64KB。

  5. 【建议】单个表上的索引个数不能超过7个。

  6. 【建议】在树立索引时，多斟酌树立结合索引，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)盘算出来。

  7. 【建议】在多表join的SQL里，保证被驱动表的衔接列上有索引，这样join履行效力最高。

  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，须要删除。

5、 分库分表、分区表

  1. 【强迫】分区表的分区字段（partition-key）必需有索引，或者是组合索引的首列。

  2. 【强迫】单个分区表中的分区（包含子分区）个数不能超过1024。

  3. 【强迫】上线前RD或者DBA必需指定分区表的创立、清算策略。

  4. 【强迫】拜访分区表的SQL必需包括分区键。

  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. 【强迫】对于分区表履行alter table操作，必需在业务低峰期履行。

  7. 【强迫】采取分库策略的，库的数目不能超过1024

  8. 【强迫】采取分表策略的，表的数目不能超过4096

  9. 【建议】单个分表不超过500W行，ibd文件大小不超过2G，这样能力让数据散布式变得性能更佳。

  10. 【建议】程度分表尽量用取模方法，日志、报表类数据建议采取日期进行分表。

6、 字符集

  1. 【强迫】数据库本身库、表、列所有字符集必需坚持一致，为utf8或utf8mb4。

  2. 【强迫】前端程序字符集或者环境变量中的字符集，与数据库、表的字符集必需一致，统一为utf8。

2、 SQL编写规范

1、 DML语句

  1. 【强迫】SELECT语句必需指定具体字段名称，制止写成*。因为select *会将不该读的数据也从MySQL里读出来，造成网卡压力。且表字段一旦更新，但model层没有来得及更新的话，体系会报错。

  2. 【强迫】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，但会引起主从同步延迟。

  4. 【建议】SELECT语句不要应用UNION，推举应用UNION ALL，并且UNION子句个数限制在5个以内。因为union all不须要去重，节俭数据库资源，进步性能。

  5. 【建议】in值列表限制在500以内。例如select… where userid in(….500个以内…)，这么做是为了减少底层扫描，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掌握数目，进行必要的sleep，做到少量多次。

  7. 【强迫】事务涉及的表必需全体是innodb表。否则一旦失败不会全体回滚，且易造成主从库同步终端。

  8. 【强迫】写入和事务发往主库，只读SQL发往从库。

  9. 【强迫】除静态表或小表（100行以内），DML语句必需有where条件，且应用索引查找。

  10. 【强迫】生产环境制止应用hint，如sql_no_cache，force index，ignore key，straight join等。因为hint是用来强迫SQL依照某个履行筹划来履行，但随着数据量变更我们无法保证自己当初的预判是准确的，因此我们要信任MySQL优化器！

  11. 【强迫】where条件里等号左右字段类型必需一致，否则无法应用索引。

  12. 【建议】SELECT|UPDATE|DELETE|REPLACE要有WHERE子句，且WHERE子句的条件必须应用索引查找。

  13. 【强迫】生产数据库中强烈不推举大表上产生全表扫描，但对于100行以下的静态表可以全表扫描。查询数据量不要超过表行数的25%，否则不会应用索引。

  14. 【强迫】WHERE 子句中制止只应用全隐约的LIKE条件进行查找，必需有其他等值或规模查询条件，否则无法应用索引。

  15. 【建议】索引列不要应用函数或表达式，否则无法应用索引。如where length(name)='Admin'或where user_id+2=10023。

  16. 【建议】减少应用or语句，可将or语句优化为union，然后在各个where条件上树立索引。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、 多表衔接

  1. 【强迫】制止跨db的join语句。因为这样可以减少模块间耦合，为数据库拆分奠定坚实基本。

  2. 【强迫】制止在业务的更新类SQL语句中应用join，比如update t1 join t2…。

  3. 【建议】不建议应用子查询，建议将子查询SQL拆开联合程序多次查询，或应用join来取代子查询。

  4. 【建议】线上环境，多表join不要超过3个表。

  5. 【建议】多表衔接查询推举应用别号，且SELECT列表中要用别号引用字段，数据库.表格局，如select a from db1.table1 alias1 where …。

  6. 【建议】在多表join中，尽量选取成果集较小的表作为驱动表，来join其他表。

3、 事务

  1. 【建议】事务中INSERT|UPDATE|DELETE|REPLACE语句操作的行数掌握在2000以内，以及WHERE子句中IN列表的传参个数掌握在500以内。

  2. 【建议】批量操作数据时，须要掌握事务处置间隔时光，进行必要的sleep，一般建议值5-10秒。

  3. 【建议】对于有auto_increment属性字段的表的插入操作，并发须要掌握在200以内。

  4. 【强迫】程序设计必需斟酌“数据库事务隔离级别”带来的影响，包含脏读、不可反复读和幻读。线上建议事务隔离级别为repeatable-read。

  5. 【建议】事务里包括SQL不超过5个（支付业务除外）。因为过长的事务会导致锁数据较久，MySQL内部缓存、衔接消费过多等雪崩问题。

  6. 【建议】事务里更新语句尽量基于主键或unique key，如update … where id=XX; 否则会发生间隙锁，内部扩展锁定规模，导致体系性能降低，发生逝世锁。

  7. 【建议】尽量把一些典范外部调用移出事务，如调用webservice，拜访文件存储等，从而避免事务过长。

  8. 【建议】对于MySQL主从延迟严厉敏感的select语句，请开启事务强迫拜访主库。

4、 排序和分组

  1. 【建议】减少应用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做。order by、group by、distinct这些语句较为消耗CPU，数据库的CPU资源是极其名贵的。

  2. 【建议】order by、group by、distinct这些SQL尽量应用索引直接检索出排序好的数据。如where a=1 order by可以应用key(a,b)。

  3. 【建议】包括了order by、group by、distinct这些查询的语句，where条件过滤出来的成果集请坚持在1000行以内，否则SQL会很慢。

5、 线上制止应用的SQL语句

  1. 【高危】禁用update|delete t1 … where a=XX limit XX; 这种带limit的更新语句。因为会导致主从不一致，导致数据错乱。建议加上order by PK。

  2. 【高危】制止应用关联子查询，如update t1 set … where name in(select name from user where…);效力极其低下。

  3. 【强迫】禁用procedure、function、trigger、views、event、外键束缚。因为他们消费数据库资源，下降数据库实例可扩大性。推举都在程序端实现。

  4. 【强迫】禁用insert into …on duplicate key update…在高并发环境下，会造成主从不一致。

  5. 【强迫】制止联表更新语句，如update t1,t2 wh百思特网ere t1.id=t2.id…。

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