数据库设计规范

数据库设计规范

1.    所有数据库对象名称必须使用小写字母并用下划线分割

2.    所有数据库对象名称禁止使用MySQL保留关键字

3.    数据库对象的命名要能做到见名识义，并且最好不要超过32个字符

4.    临时表以tmp为前缀并以日期为后缀，备份表必须以bak为前缀并以日期为后缀

5.    所有存储相同数据的列名和列类型必须一致

数据库基本设计规范

1.    所有表必须使用InnoDB存储引擎：

    a)     支持事务，行级锁，更好的恢复性，高并发下性能更好

    b)     Mysql5.5以前使用的是MyISAM引擎，5.6以后使用InnoDB作为默认存储引擎

2.    数据库和表的字符集统一使用UTF8

    a)     统一字符集可以避免由于字符集转换产生的乱码

    b)     MySQL中UTF8字符集汉字占3个字节，ASCII码占用一个字节

3.    所有的表和字段都需要添加注释

    a)     使用comment从句添加表和列的备注

    b)     从一开始就进行数据字典的维护

4.    尽量控制单表数据量的大小，建议控制在500万行以内

    a)     可以用历史数据归档，分库分表等手段来控制数据量的大小

5.    谨慎使用MySQL分区表

    a)     分区表在物理上表现为多个文件，在逻辑上表现为一个表

    b)     谨慎选择分区键，跨分区查询效率可能更低

    c)     建议采用物理分表的方式管理大数据

6.    尽量做到冷热数据分离，减小表的宽度

    a)     减少磁盘IO，保证热数据的内存缓存命中率

    b)     更有效的利用缓存，避免读入无用的冷数据

    c)     经常一起使用的列放到一个表中

7.    禁止在表中建立预留字段

    a)     预留字段的命名很难做到见名识义

    b)     预留字段无法确认存储的数据类型，所以无法选择合适的类型

    c)     对预留字段类型的修改，会对表进行锁定

8.    禁止在数据库中存储图片，文件等二进制数据

    a)     一般存储在文件服务器中，而数据库存储其地址

9.    禁止在线上做数据库压力测试（上线后）

10.  禁止从开发环境，测试环境直连生产环境数据库

在mysql中建立前缀索引的意义在于相对于整列建立索引，前缀索引仅仅是选择该列的部分字符作为索引，减少索引的字符可以节约索引空间，从而提高索引效率，但这样也会降低索引的选择性

关于索引的选择性，它是指不重复的索引值（也称为基数cardinality)和数据表的记录总数的比值，范围从1/(数据表记录总数)到1之间。索引的选择性越高则查询效率越高，因为选择性高的索引可以让MySQL在查找时过滤掉更多的行。选择性为1的索引叫唯一索引，这是最好的索引选择性，性能也是最好的

建立合理前缀索引的诀窍在于要选择足够长的前缀以保证较高的选择性，同时又不能太长（以便节约空间）。前缀应该足够长，以使得前缀索引的选择性接近于索引的整个列。换句话说，前缀的基数应该接近于完整列的基数

1.    限制每张表上的索引数量，建议单张表索引不超过5个

    a)     索引并不是越多越好！索引可以提高效率同样可以降低效率

    b)     禁止给表中的每一列都建立单独的索引

2.    每个InnoDB表必须有一个主键

    a)     不使用更新频繁的列作为主键，不适用多列主键

    b)     不使用UUID，MD5，HASH，字符串列作为主键（因为他们生成的值无序）

    c)     主键建议选择使用自增ID值

3.     在哪些列上建立索引

    a)     Select、update、delete语句的where从句中的列

    b)     包含在Order by、group by、distinct中的字段

    c)     多表Join的关联列

4.    合理选择复合索引列的顺序

    a)     区分度最高的列（主键和唯一索引）放在联合索引的最左侧

                i.   mysql使用联合索引只使用左侧部分，例如INDEX(a,b,c)，当条件为a或a,b或a,b,c或a,c时都可以使用索引，但是当条件为b,c时将不会使用索引。

    b)     尽量把字段长度小的列放在联合索引的最左侧

    c)     使用最频繁的列放到联合索引的左侧

    d)     离散度更高的索引应该放在联合索引的左侧

5.    避免建立冗余索引和重复索引

    a)     重复索引：索引列完全重复

    b)     冗余索引：部分索引列是冗余的（index(a,b,c）、index(a,b)、index(a)，a是冗余的

    c)     会损害数据库性能，查询优化器在生成查询计划时，不得不根据统一信息对多个重复或者冗余的索引进行评估，从而生成最优的执行计划，降低查询性能。

6.    对于频繁的查询优先考虑使用覆盖索引

    a)     覆盖索引：就是包含了所有需要查询字段的索引，按照键值的顺序存储

    b)     避免InnoDB表进行索引的二次查找（找到主键以后再用主键找到所有数据）

    c)     可以把随机IO变为顺序IO加快查询效率（磁盘处理顺序IO比直接IO快的多）

7.    尽量避免使用外键（约束）

    a)     不建议使用外键约束，但一定在表与表之间的关联键上建立索引

    b)     外键可用于保证数据的参照完整性，但建议在业务端实现

    c)     外键会影响父表和子表的写操作从而降低性能（每次写操作都要检验外键约束是否成立，从而降低数据库写性能，在业务中，写性能往往比一致性更加重要）

数据库字段设计规范

1.    优先选择符合存储需要的最小的数据类型

    a)     将字符串转化为数字类型存储（IP转换为int类型存储）

                i.   INET_ATON(‘255.255.255.255’)=4294967295

               ii.   INET_NTOA(4294967295)=’255.255.255.255’

    b)     VARCHAR(N)中的N代表的是字符数，而不是字节数

                i.   使用UTF8存储汉字varchar(255)=可以存储255个汉字，占用765个字节

    c)     过大的长度会消耗更多的内存

    d)     无符号相对于有符号可以多出一倍的存储空间

    e)     对于非负数据采用无符号类型进行存储

2.    避免使用TEXT、BLOB数据类型

    a)     建议把BLOB或是TEXT列分离到单独的扩展表中

    b)     BLOB或TEXT只能使用前缀索引，因为MySQL不允许索引这些列的完整长度

3.    避免使用ENUM数据类型

    a)     本质是字符串，内部是用整型存储

    b)     修改ENUM值需要使用ALTER语句，对表结构修改容易造成操作失误

    c)     ENUM类型的ORDERBY操作效率低，需要额外操作

                i.  需要将整型转换为字符串型，再进行排序

    d)     禁止使用数值作为ENUM的枚举值

4.    尽可能把所有列定义为NOT NULL

    a)     索引NULL列需要额外的空间来保存，所以要占用更多的空间

    b)     进行比较和计算时要对NULL值做特别的处理

5.    不要用字符串存储日期型的数据

    a)     字符串无法用日期函数进行计算和比较

    b)     用字符串要占用更多的空间（至少要16个字节，datetime只要8个）

6.    使用TIMESTAMP或DATETIME类型存储时间

    a)     TIMESTAMP：4个字节(int也是)，只能存储1970年~2038年的时间

    b)     DATETIME：8个字节

7.    同财务相关的金额类数据，必须使用decimal类型

    a)     非精准浮点：float、double

    b)     精准浮点：Decimal，在计算时不会丢失精度，占用空间由定义的宽度决定

                i.   每4个字节存储9位数字，小数点占用一个字节

               ii.   可用于存储比bigint更大的整数数据

数据库SQL开发规范

1.    建议使用预编译语句进行数据库操作

    a)     只传参数，比传递SQL语句更高效

    b)     相同语句可以一次解析，多次使用，提高处理效率

    c)     可以有限地防范SQL注入的风险

2.    避免数据类型的隐式转换

    a)     会导致索引失效

                i.  Select name from customer whereid=’1’（id为int传入string）

3.    合理利用存在索引，而不是盲目增加索引

4.    充分利用表上已经存在的索引

    a)     避免使用双%号的查询条件。如a like ‘%123%’

5.    一个SQL只能利用到复合索引中的一列进行范围查询

6.    使用left join或not exists来优化not in操作

    a)     Not in会使索引失效

7.    数据库设计时，应该要对以后扩展进行考虑

8.    程序连接不用的数据库使用不同的账号，禁止跨库查询

    a)     为数据库迁移和分库分表留出余地

    b)     降低业务耦合度

    c)     避免权限过大而产生的安全风险

9.    禁止使用select *必须使用select<字段列表>查询

    a)     消耗更多的cpu和io以及网络带宽资源

    b)     无法使用覆盖索引

                i.   覆盖索引是select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，换句话说查询列要被所建的索引覆盖。

    c)     可减少表结构变更带来的影响

10.  禁止使用不含字段列表的insert语句

    a)     Insert into tvalues(‘a’,’b’,’c’);à禁止

    b)     Insert intot(c1,c2,c3)values(‘a’,’b’,’c’);

    c)     可减少表结构变更带来的影响

11.  避免使用子查询，可以把子查询优化为join操作

    a)     子查询的结果集无法使用索引（对查询结果很大的影响很大）

    b)     子查询会产生临时表操作，如果子查询数据量大则严重影响效率

    c)     消耗过多的CPU及IO资源

12.  避免使用JOIN关联太多的表

    a)     每join一个表会多占一部分内存（join_buffer_size）

    b)     会产生临时表操作，影响查询效率

    c)     MySQL最多允许关联61个表，建议不超过5个

13.  减少同数据库的交互次数

    a)     数据库更适合处理批量操作

    b)     合并多个相同的操作到一起，可以提高处理效率

14.  使用in代替or

    a)     In的值不要超过500个

    b)     In操作可以有效的利用索引

15.  禁止使用order by rand()进行随机排序

    a)     会把表中所有符号条件的数据装载到内存中进行排序

    b)     会消耗大量的CPU好IO及内存资源

    c)     推荐在程序中获取一个随机值，然后从数据库中获取数据的方式

16.  Where从句中禁止对列进行函数转换和计算

    a)     对列进行函数转换或计算会导致无法使用索引

                i.   Where date(createtime)=’20160901’

               ii.   Where createtime>=’20160901’and createtime<’20160902’

              iii.   以上的方式可以使用到createtime这个索引

17.  在明显不会有重复值时使用UNION ALL而不是UNION

    a)     UNION会把所有数据放到临时表中后再进行去重操作  

    b)     UNION ALL不会再对结果集进行去重操作

18.  拆分复杂的大SQL为多个小SQL

    a)     MySQL一个SQL只能使用一个CPU进行计算

    b)     SQL拆分后可以通过并行执行来提高处理效率

 数据库操作行为规范

1.    超100万行的批量写操作，要分批多次进行操作

    a)     大批量操作可能会造成严重的主从延迟

    b)     Binlog日志为row格式时会产生大量的日志

    c)     避免产生大事务操作（锁定多个行表）

2.    对大表数据结构的修改一定要谨慎，会造成严重的锁表操作，尤其是生产环境，是不能容忍的

    a)     对于大表使用pt-online-schema-change修改表结构

                i.   避免大表修改产生的主从延迟

               ii.   避免在对表字段进行修改时进行锁表

3.    禁止为程序使用的账号赋予super权限

    a)     当达到最大连接数限制时，还允许1个有super权限的用户连接

4.    对于程序连接数据库账号，遵循权限最小原则

    a)     程序使用数据库账号只能在一个DB下使用，不准跨库

    b)     程序使用的账号原则上不准有drop权限