太强了,阿里巴巴出的MySQL数据库设计规范

2024年 4月 25日 51.7k 0

本文给大家介绍阿里巴巴总结的一套 MySQL 数据库设计规范。

在现代软件开发中,高效而合理的数据库设计是确保应用性能和可维护性的关键要素。以下规范旨在提供一套针对 MySQL 数据库设计的标准和最佳实践,以支持开发者创建既健壮又可扩展的数据存储方案。

本文大纲如下:

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一、建表规约

  • 【强制】表达是与否概念的字段,必须使用 is_xxx 的方式命名,数据类型是 unsigned tinyint(1 表示是,0 表示否)。说明:任何字段如果为非负数,必须是 unsigned。正例:表达逻辑删除的字段名 is_deleted,1 表示删除,0 表示未删除。
  • 【强制】表名、字段名必须使用小写字母或数字,禁止出现数字开头,禁止两个下划线中间只出现数字。数据库字段名的修改代价很大,因为无法进行预发布,所以字段名称需要慎重考虑。说明:MySQL 在 Windows 下不区分大小写,但在 Linux 下默认是区分大小写。因此,数据库名、表名、字段名,都不允许出现任何大写字母,避免节外生枝正例:aliyun_admin,rdc_config,level3_name反例:AliyunAdmin,rdcConfig,level_3_name
  • 【强制】表名不使用复数名词。说明:表名应该仅仅表示表里面的实体内容,不应该表示实体数量,对应于 Model 类名也是单数形式,符合表达习惯。
  • 【强制】禁用保留字,如 desc、range、match、delayed 等,请参考 MySQL 官方保留字。
  • 【强制】主键索引名为 pk字段名;唯一索引名为 uk字段名;普通索引名则为 idx_字段名。说明:pk* 即 primary key;uk* 即 unique key;idx_ 即 index 的简称。
  • 【强制】小数类型为 decimal,禁止使用 float 和 double。说明:在存储的时候,float 和 double 都存在精度损失的问题,很可能在比较值的时候,得到不正确的结果。如果存储的数据范围超过 decimal 的范围,建议将数据拆成整数和小数并分开存储。
  • 【强制】如果存储的字符串长度几乎相等,使用 char 定长字符串类型。
  • 【强制】varchar 是可变长字符串,不预先分配存储空间,长度不要超过 5000,如果存储长度大于此值,定义字段类型为 text,独立出来一张表,用主键来对应,避免影响其它字段索 引效率。
  • 【强制】表必备三字段:id,created_at,updated_at。说明:其中 id 必为主键,类型为 bigint unsigned、单表时自增、步长为 1。created_at,updated_at 的类型均为 datetime 类型。
  • 【推荐】表的命名最好是遵循“业务名称_表的作用”。正例:alipay_task / force_project / trade_config
  • 【推荐】库名与应用名称尽量一致。
  • 【推荐】如果修改字段含义或对字段表示的状态追加时,需要及时更新字段注释。
  • 【推荐】字段允许适当冗余,以提高查询性能,但必须考虑数据一致。冗余字段应遵循:
  • 不是频繁修改的字段。
  • 不是 varchar 超长字段,更不能是 text 字段。
  • 不是唯一索引的字段。正例:商品类目名称使用频率高,字段长度短,名称基本一不变,可在相关联的表中冗余存储类目名称,避免关联查询。
  • 【推荐】单表行数超过 500 万行或者单表容量超过 2GB,才推荐进行分库分表。说明:如果预计三年后的数据量根本达不到这个级别,请不要在创建表时就分库分表。
  • 【参考】合适的字符存储长度,不但节约数据库表空间、节约索引存储,更重要的是提升检索速度。正例:如下表,其中无符号值可以避免误存负数,且扩大了表示范围。
  • 对象

    年龄区间

    类型

    字节

    表示范围

    150 岁之内

    tinyint unsigned

    1

    无符号值:0 到 255

    数百岁

    smallint unsigned

    2

    无符号值:0 到 65535

    恐龙化石

    数千万年

    int unsigned

    4

    无符号值:0 到约 42.9 亿

    太阳

    约 50 亿年

    bigint unsigned

    8

    无符号值:0 到约 10 的 19 次方

    二、索引规约

  • 【强制】业务上具有唯一特性的字段,即使是多个字段的组合,也必须建成唯一索引。说明:不要以为唯一索引影响了 insert 速度,这个速度损耗可以忽略,但提高查找速度是明显的;另外,即使在应用层做了非常完善的校验控制,只要没有唯一索引,根据墨菲定律,必然有脏数据产生。
  • 【强制】超过三个表禁止 join。需要 join 的字段,数据类型必须绝对一致;多表关联查询时,保证被关联的字段需要有索引。说明:即使双表 join 也要注意表索引、SQL 性能。
  • 【强制】在 varchar 字段上建立索引时,必须指定索引长度,没必要对全字段建立索引,根据实际文本区分度决定索引长度即可。说明:索引的长度与区分度是一对矛盾体,一般对字符串类型数据,长度为 20 的索引,区分度会高达 90%以上,可以使用 count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)的区分度来确定。
  • 【强制】页面搜索严禁左模糊或者全模糊,如果需要请走搜索引擎来解决。说明:索引文件具有 B-Tree 的最左前缀匹配特性,如果左边的值未确定,那么无法使用此索引。
  • 【推荐】如果有 order by 的场景,请注意利用索引的有序性。order by 最后的字段是组合索引的一部分,并且放在索引组合顺序的最后,避免出现 file_sort 的情况,影响查询性能。正例:where a=? and b=? order by c;索引:a_b_c反例:索引如果存在范围查询,那么索引有序性无法利用,如:WHERE a>10 ORDER BY b;索引 a_b 无法排序。
  • 【推荐】利用覆盖索引来进行查询操作,避免回表。说明:如果一本书需要知道第 11 章是什么标题,会翻开第 11 章对应的那一页吗?目录浏览一下就好,这个目录就是起到覆盖索引的作用。正例:能够建立索引的种类分为主键索引、唯一索引、普通索引三种,而覆盖索引只是一种查询的一种效 果,用 explain 的结果,extra 列会出现:using index。
  • 【推荐】利用延迟关联或者子查询优化超多分页场景。说明:MySQL 并不是跳过 offset 行,而是取 offset+N 行,然后返回放弃前 offset 行,返回 N 行,那当 offset 特别大的时候,效率就非常的低下,要么控制返回的总页数,要么对超过特定阈值的页数进行 SQL 改写。正例:先快速定位需要获取的 id 段,然后再关联:
  • SELECT a.* FROM 表 1 a, (select id from 表 1 where 条件 LIMIT 100000, 20 ) b where a.id=b.id
  • 【推荐】SQL 性能优化的目标:至少要达到 range 级别,要求是 ref 级别,如果可以是 consts 最好。说明: 1) consts 单表中最多只有一个匹配行(主键或者唯一索引),在优化阶段即可读取到数据。2) ref 指的是使用普通的索引(normal index)。3) range 对索引进行范围检索。反例:explain 表的结果,type=index,索引物理文件全扫描,速度非常慢,这个 index 级别比较 range 还低,与全表扫描是小巫见大巫。
  • 【推荐】建组合索引的时候,区分度最高的在最左边。正例:如果 where a=? and b=? ,如果 a 列的几乎接近于唯一值,那么只需要单建 idx_a 索引即可。说明::存在非等号和等号混合时,在建索引时,请把等号条件的列前置。如:where c>? and d=? 那么 即使 c 的区分度更高,也必须把 d 放在索引的最前列,即索引 idx_d_c。
  • 【推荐】防止因字段类型不同造成的隐式转换,导致索引失效。
  • 【参考】创建索引时避免有如下极端误解:
  • 宁滥勿缺。认为一个查询就需要建一个索引。
  • 宁缺勿滥。认为索引会消耗空间、严重拖慢记录的更新以及行的新增速度。
  • 抵制惟一索引。认为业务的惟一性一律需要在应用层通过“先查后插”方式解决。
  • 三、SQL 语句

  • 【强制】不要使用 count(列名)或 count(常量)来替代 count(),count()是 SQL92 定义的 标准统计行数的语法,跟数据库无关,跟 NULL 和非 NULL 无关。说明:count(*)会统计值为 NULL 的行,而 count(列名)不会统计此列为 NULL 值的行。
  • 【强制】count(distinct col) 计算该列除 NULL 之外的不重复行数,注意 count(distinct col1, col2) 如果其中一列全为 NULL,那么即使另一列有不同的值,也返回为 0。
  • 【强制】当某一列的值全是 NULL 时,count(col)的返回结果为 0,但 sum(col)的返回结果 为 NULL,因此使用 sum()时需注意 NPE 问题。正例:使用如下方式来避免 sum 的 NPE 问题:SELECT IFNULL(SUM(column), 0) FROM table;
  • 【强制】使用 ISNULL()来判断是否为 NULL 值。说明:NULL 与任何值的直接比较都为 NULL。1) NULLNULL 的返回结果是 NULL,而不是 false。2) NULL=NULL 的返回结果是 NULL,而不是 true。3) NULL1 的返回结果是 NULL,而不是 true。
  • 【强制】代码中写分页查询逻辑时,若 count 为 0 应直接返回,避免执行后面的分页语句。
  • 【强制】不得使用外键与级联,一切外键概念必须在应用层解决。说明:以学生和成绩的关系为例,学生表中的 student_id 是主键,那么成绩表中的 student_id 则为外 键。如果更新学生表中的 student_id,同时触发成绩表中的 student_id 更新,即为级联更新。外键与级联更新适用于单机低并发,不适合分布式、高并发集群;级联更新是强阻塞,存在数据库更新风暴的风险;外键影响数据库的插入速度。
  • 【强制】禁止使用存储过程,存储过程难以调试和扩展,更没有移植性。
  • 【强制】数据订正(特别是删除、修改记录操作)时,要先 select,避免出现误删除,确认无误才能执行更新语句。
  • 【推荐】in 操作能避免则避免,若实在避免不了,需要仔细评估 in 后边的集合元素数量,控制在 1000 个之内。
  • 【参考】如果有国际化需要,所有的字符存储与表示,均以 utf-8 编码,注意字符统计函数的区别。说明:SELECT LENGTH("轻松工作"); 返回为 12,SELECT CHARACTER_LENGTH("轻松工作"); 返回为 4。如果需要存储表情,那么选择 utf8mb4 来进行存储,注意它与 utf-8 编码的区别。
  • 【参考】TRUNCATE TABLE 比 DELETE 速度快,且使用的系统和事务日志资源少,但 TRUNCATE 无事务且不触发 trigger,有可能造成事故,故不建议在开发代码中使用此语句。说明:TRUNCATE TABLE 在功能上与不带 WHERE 子句的 DELETE 语句相同。
  • 四、ORM 映射

  • 【强制】在表查询中,一律不要使用 * 作为查询的字段列表,需要哪些字段必须明确写明。说明:
  • 增加查询分析器解析成本。

    增减字段容易与 resultMap 配置不一致。

    无用字段增加网络消耗,尤其是 text 类型的字段。

  • 【强制】 POJO 类的布尔属性不能加 is,而数据库字段必须加 is_,要求在 resultMap 中进行字段与属性之间的映射。说明:参见定义 POJO 类以及数据库字段定义规定,在中增加映射,是必须的。在 MyBatis Generator 生成的代码中,需要进行对应的修改。
  • 【强制】不要用 resultClass 当返回参数,即使所有类属性名与数据库字段一一对应,也需要 定义;反过来,每一个表也必然有一个 POJO 类与之对应。说明:配置映射关系,使字段与 DO 类解耦,方便维护。
  • 【强制】sql.xml 配置参数使用:#{},#param# 不要使用${} 此种方式容易出现 SQL 注入。
  • 【强制】不允许直接拿 HashMap 与 Hashtable 作为查询结果集的输出。说明:resultClass=”Hashtable”,会置入字段名和属性值,但是值的类型不可控。
  • 【强制】更新数据表记录时,必须同时更新记录对应的 updated_at 字段值为当前时间。
  • 【推荐】不要写一个大而全的数据更新接口。不管是不是自己的目标更新字段,都进行 update table set c1=value1,c2=value2,c3=value3;这是不对的。执行 SQL 时,不要更新无改动的字段,一是易出错;二是效率低;三是增加 binlog 存储。
  • 【参考】Spring 项目中的 @Transactional 事务注解不要滥用。事务会影响数据库的 QPS,另外使用事务的地方需要考虑各方面的回滚方案,包括缓存回滚、搜索引擎回滚、消息补偿、统计修正等。
  • 五、总结

    设计数据库时请记住:清晰的规范和一致的实践是确保数据库长期稳定运行的关键。

    阿里巴巴的 MySQL 数据库设计规范提供了一系列基础规则和推荐做法,这些规范将帮助维持数据一致性,保障性能,同时也方便未来的扩展和维护。

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