数据库表设计的18条军规

科技 2024-05-06 09:29 浙江

前言

对于后端开发同学来说，访问数据库，是代码中必不可少的一个环节。

系统中收集到用户的核心数据，为了安全性，我们一般会存储到数据库，比如： MySQL，Oracle 等。

后端开发的日常工作，需要不断的建库和建表，来满足业务需求。

通常情况下，建库的频率比建表要低很多，所以，我们这篇文章主要讨论建表相关的内容。

如果我们在建表的时候不注意细节，等后面系统上线之后，表的维护成本变得非常高，而且很容易踩坑。

今天就跟大家一起聊聊，数据库建表的 18个小技巧。

文章中介绍的很多细节，我在工作中踩过坑，并且实践过的，非常有借鉴意义，希望对你会有所帮助。

1.名字

建表的时候，给表、字段和索引起个好名字，真的太重要了。

1.1 见名知意

名字就像表、字段和索引的一张脸，可以给人留下第一印象。

好的名字，言简意赅，见名知意，让人心情愉悦，能够提高沟通和维护成本。

坏的名字，模拟两可，不知所云。而且显得杂乱无章，看得让人抓狂。

反例：

用户名称字段定义成：yong_hu_ming、用户_name、name、user_name_123456789

你看了可能会一脸懵逼，这是什么骚操作？

正例：

用户名称字段定义成：user_name

温馨提醒一下，名字也不宜过长，尽量控制在30个字符以内。

1.2 大小写

名字尽量都用小写字母，因为从视觉上，小写字母更容易让人读懂。

反例：

字段名：PRODUCT_NAME、PRODUCT_name

全部大写，看起来有点不太直观。而一部分大写，一部分小写，让人看着更不爽。

正例：

字段名：product_name

名字还是使用全小写字母，看着更舒服。

1.3 分隔符

很多时候，名字为了让人好理解，有可能会包含多个单词。

那么，多个单词间的分隔符该用什么呢？

反例：

字段名：productname、productName、product name、product@name

单词间没有分隔，或者单词间用驼峰标识，或者单词间用空格分隔，或者单词间用@分隔，这几种方式都不太建议。

正例：

字段名：product_name

强烈建议大家在单词间用_分隔。

1.4 表名

对于表名，在言简意赅，见名知意的基础之上，建议带上业务前缀。

如果是订单相关的业务表，可以在表名前面加个前缀：order_。

例如：order_pay、order_pay_detail 等。

如果是商品相关的业务表，可以在表名前面加个前缀：product_。

例如：product_spu，product_sku 等。

这样做的好处是为了方便归类，把相同业务的表，可以非常快速的聚集到一起。

另外，还有有个好处是，如果哪天有非订单的业务，比如：金融业务，也需要建一个名字叫做 pay 的表，可以取名：finance_pay，就能非常轻松的区分。

这样就不会出现同名表的情况。

1.5 字段名称

字段名称是开发人员发挥空间最大，但也最容易发生混乱的地方。

比如有些表，使用 flag 表示状态，另外的表用 status 表示状态。

可以统一一下，使用 status 表示状态。

如果一个表使用了另一个表的主键，可以在另一张表的名后面，加 _id 或 _sys_no，例如：

在 product_sku 表中有个字段，是product_spu表的主键，这时候可以取名：product_spu_id 或 product_spu_sys_no。

还有创建时间，可以统一成：create_time，修改时间统一成：update_time。

删除状态固定为：delete_status。

其实还有很多公共字段，在不同的表之间，可以使用全局统一的命名规则，定义成相同的名称，以便于大家好理解。

1.6 索引名

在数据库中，索引有很多种，包括：主键、普通索引、唯一索引、联合索引等。

每张表的主键只有一个，一般使用：id 或者 sys_no 命名。

普通索引和联合索引，其实是一类。在建立该类索引时，可以加 ix_ 前缀，比如：ix_product_status。

唯一索引，可以加 ux_ 前缀，比如：ux_product_code。

2.字段类型

在设计表时，我们在选择字段类型时，可发挥空间很大。

时间格式的数据有：date、datetime 和 timestamp 等等可以选择。

字符类型的数据有：varchar、char、text 等可以选择。

数字类型的数据有：int、bigint、smallint、tinyint 等可以选择。

说实话，选择很多，有时候是一件好事，也可能是一件坏事。

如何选择一个合适的字段类型，变成了我们不得不面对的问题。

如果字段类型选大了，比如：原本只有 1-10 之间的 10 个数字，结果选了 bigint，它占 8 个字节。

其实，1-10 之间的 10 个数字，每个数字1个字节就能保存，选择 tinyint 更为合适。

这样会白白浪费 7 个字节的空间。

如果字段类型择小了，比如：一个 18 位的 id 字段，选择了 int 类型，最终数据会保存失败。

所以选择一个合适的字段类型，还是非常重要的一件事情。

以下原则可以参考一下：

尽可能选择占用存储空间小的字段类型，在满足正常业务需求的情况下，从小到大，往上选。
如果字符串长度固定，或者差别不大，可以选择char类型。如果字符串长度差别较大，可以选择 varchar 类型。
是否字段，可以选择 bit 类型。
枚举字段，可以选择 tinyint 类型。
主键字段，可以选择 bigint 类型。
金额字段，可以选择 decimal 类型。
时间字段，可以选择 timestamp 或 datetime 类型。

3.字段长度

前面我们已经定义好了字段名称，选择了合适的字段类型，接下来，需要重点关注的是字段长度了。

比如：varchar(20)，biginit(20) 等。

那么问题来了，varchar 代表的是字节长度，还是字符长度呢？

答：在 MySQL 中除了 varchar 和 char 是代表字符长度之外，其余的类型都是代表字节长度。

biginit(n) 这个 n 表示什么意思呢？

假如我们定义的字段类型和长度是：bigint(4)，bigint 实际长度是 8 个字节。

现在有个数据 a=1，a 显示 4 个字节，所以在不满 4 个字节时前面填充 0（前提是该字段设置了 zerofill 属性），比如：0001。

当满了 4 个字节时，比如现在数据是 a=123456，它会按照实际的长度显示，比如：123456。

但需要注意的是，有些 MySQL 客户端即使满了 4 个字节，也可能只显示 4 个字节的内容，比如会显示成：1234。

所以 bigint(4)，这里的4表示显示的长度为 4 个字节，实际长度还是占 8 个字节。

4.字段个数

我们在建表的时候，一定要对字段个数做一些限制。

我之前见过有人创建的表，有几十个，甚至上百个字段，表中保存的数据非常大，查询效率很低。

如果真有这种情况，可以将一张大表拆成多张小表，这几张表的主键相同。

建议每表的字段个数，不要超过 20 个。

5. 主键

在创建表时，一定要创建主键。

因为主键自带了主键索引，相比于其他索引，主键索引的查询效率最高，因为它不需要回表。

此外，主键还是天然的唯一索引，可以根据它来判重。

在单个数据库中，主键可以通过 AUTO_INCREMENT，设置成自动增长的。

但在分布式数据库中，特别是做了分库分表的业务库中，主键最好由外部算法(比如：雪花算法）生成，它能够保证生成的id是全局唯一的。

除此之外，主键建议保存跟业务无关的值，减少业务耦合性，方便今后的扩展。

不过我也见过，有些一对一的表关系，比如：用户表和用户扩展表，在保存数据时是一对一的关系。

这样，用户扩展表的主键，可以直接保存用户表的主键。

6.存储引擎

在 MySQL 8 以前的版本，默认的存储引擎是 myisam，而 MySQL 8 以后的版本，默认的存储引擎变成了 innodb。

之前我们还在创建表时，还一直纠结要选哪种存储引擎？

myisam 的索引和数据分开存储，而有利于查询，但它不支持事务和外键等功能。

而 innodb 虽说查询性能，稍微弱一点，但它支持事务和外键等，功能更强大一些。

以前的建议是：读多写少的表，用 myisam 存储引擎。而写多读多的表，用 innodb。

但虽说 MySQL 对 innodb 存储引擎性能的不断优化，现在 myisam 和 innodb 查询性能相差已经越来越小。

所以，建议我们在使用 MySQL 8 以后的版本时，直接使用默认的 innodb 存储引擎即可，无需额外修改存储引擎。

7. NOT NULL

在创建字段时，需要选择该字段是否允许为 NULL。

我们在定义字段时，应该尽可能明确该字段 NOT NULL。

为什么呢？

我们主要以 innodb 存储引擎为例，myisam 存储引擎没啥好说的。

主要有以下原因：

在 innodb 中，需要额外的空间存储 null 值，需要占用更多的空间。
null 值可能会导致索引失效。
null 值只能用 is null 或者 is not null 判断，用 = 号判断永远返回 false。

因此，建议我们在定义字段时，能定义成 NOT NULL，就定义成 NOT NULL。

但如果某个字段直接定义成 NOT NULL，万一有些地方忘了给该字段写值，就会 insert 不了数据。

这也算合理的情况。

但有一种情况是，系统有新功能上线，新增了字段。上线时一般会先执行 SQL 脚本，再部署代码。

由于老代码中，不会给新字段赋值，则 insert 数据时，也会报错。

由此，非常有必要给 NOT NULL 的字段设置默认值，特别是后面新增的字段。

例如：

alter table product_sku add column  brand_id int(10) not null default 0;

8. 外键

在 MySQL 中，是存在外键的。

外键存在的主要作用是：保证数据的一致性和完整性。

例如：

create table class (  id int(10) primary key auto_increment,  cname varchar(15));

有个班级表 class。

然后有个 student 表：

create table student(  id int(10) primary key auto_increment,  name varchar(15) not null,  gender varchar(10) not null,  cid int,  foreign key(cid) references class(id));

其中 student 表中的 cid 字段，保存的 class 表的 id，这时通过 foreign key 增加了一个外键。

这时，如果你直接通过 student 表的 id 删除数据，会报异常：

a foreign key constraint fails

必须要先删除 class 表对于的 cid 那条数据，再删除 student 表的数据才行，这样能够保证数据的一致性和完整性。

顺便说一句：只有存储引擎是 innodb 时，才能使用外键。

如果只有两张表的关联还好，但如果有十几张表都建了外键关联，每删除一次主表，都需要同步删除十几张子表，很显然性能会非常差。

因此，互联网系统中，一般建议不使用外键。因为这类系统更多的是为了性能考虑，宁可牺牲一点数据一致性和完整性。

除了外键之外，存储过程和触发器也不太建议使用，他们都会影响性能。

9. 索引

在建表时，除了指定主键索引之外，还需要创建一些普通索引。

例如：

create table product_sku(  id int(10) primary key auto_increment,  spu_id int(10) not null,  brand_id int(10) not null,  name varchar(15) not null);

在创建商品表时，使用 spu_id（商品组表）和 brand_id（品牌表）的 id。

像这类保存其他表 id 的情况，可以增加普通索引：

create table product_sku (  id int(10) primary key auto_increment,  spu_id int(10) not null,  brand_id int(10) not null,  name varchar(15) not null,  KEY `ix_spu_id` (`spu_id`) USING BTREE,  KEY `ix_brand_id` (`brand_id`) USING BTREE);

后面查表的时候，效率更高。

但索引字段也不能建的太多，可能会影响保存数据的效率，因为索引需要额外的存储空间。

建议单表的索引个数不要超过：5 个。

如果在建表时，发现索引个数超过 5 个了，可以删除部分普通索引，改成联合索引。

顺便说一句：在创建联合索引的时候，需要使用注意最左匹配原则，不然，建的联合索引效率可能不高。

对于数据重复率非常高的字段，比如：状态，不建议单独创建普通索引。因为即使加了索引，如果 MySQL 发现全表扫描效率更高，可能会导致索引失效。

10. 时间字段

时间字段的类型，我们可以选择的范围还是比较多的，目前 MySQL 支持：date、datetime、timestamp、varchar 等。

varchar 类型可能是为了跟接口保持一致，接口中的时间类型是 String。

但如果哪天我们要通过时间范围查询数据，效率会非常低，因为这种情况没法走索引。

date 类型主要是为了保存日期，比如：2020-08-20，不适合保存日期和时间，比如：2020-08-20 12:12:20。

而 datetime 和 timestamp 类型更适合我们保存日期和时间。

但它们有略微区别。

timestamp：用 4 个字节来保存数据，它的取值范围为 1970-01-01 00:00:01 UTC ~ 2038-01-19 03:14:07。此外，它还跟时区有关。
datetime：用 8 个字节来保存数据，它的取值范围为 1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59。它跟时区无关。

优先推荐使用 datetime 类型保存日期和时间，可以保存的时间范围更大一些。

温馨提醒一下，在给时间字段设置默认值是，建议不要设置成：0000-00-00 00:00:00，不然查询表时可能会因为转换不了，而直接报错。

11.金额字段

MySQL 中有多个字段可以表示浮点数：float、double、decimal 等。

而 float 和 double 可能会丢失精度，因此推荐大家使用 decimal 类型保存金额。

一般我们是这样定义浮点数的：decimal(m,n)。

其中 n 是指小数的长度，而m是指整数加小数的总长度。

假如我们定义的金额类型是这样的：decimal(10,2)，则表示整数长度是8位，并且保留 2 位小数。

12. json 字段

我们在设计表结构时，经常会遇到某个字段保存的数据值不固定的需求。

举个例子，比如：做异步 Excel 导出功能时，需要在异步任务表中加一个字段，保存用户通过前端页面选择的查询条件，每个用户的查询条件可能都不一样。

这种业务场景，使用传统的数据库字段，不太好实现。

这时候就可以使用 MySQL 的 json 字段类型了，可以保存 JSON 格式的结构化数据。

保存和查询数据都是非常方便的。

MySQL 还支持按字段名称或者字段值，查询 json 中的数据。

13.唯一索引

唯一索引在我们实际工作中，使用频率相当高。

你可以给单个字段，加唯一索引，比如：组织机构 code。

也可以给多个字段，加一个联合的唯一索引，比如：分类编号、单位、规格等。

单个的唯一索引还好，但如果是联合的唯一索引，字段值出现null时，则唯一性约束可能会失效。

创建唯一索引时，相关字段一定不能包含 null 值，否则唯一性会失效。

14. 字符集

MySQL 中支持的字符集有很多，常用的有：latin1、utf-8、utf8mb4、GBK 等。

这 4 种字符集情况如下：

latin1 容易出现乱码问题，在实际项目中使用比较少。

而 GBK 支持中文，但不支持国际通用字符，在实际项目中使用也不多。

从目前来看，MySQL 的字符集使用最多的还是：utf-8 和 utf8mb4。

其中 utf-8 占用 3 个字节，比 utf8mb4 的 4 个字节，占用更小的存储空间。

但 utf-8 有个问题：即无法存储 emoji 表情，因为 emoji 表情一般需要 4 个字节。

由此，使用 utf-8 字符集，保存 emoji 表情时，数据库会直接报错。

所以，建议在建表时字符集设置成：utf8mb4，会省去很多不必要的麻烦。

15. 排序规则

不知道，你关注过没，在 MySQL 中创建表时，有个 COLLATE 参数可以设置。

例如：

CREATE TABLE `order` (  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,  `code` varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL,  `name` varchar(30) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL,  PRIMARY KEY (`id`),  UNIQUE KEY `un_code` (`code`),  KEY `un_code_name` (`code`,`name`) USING BTREE,  KEY `idx_name` (`name`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin

它是用来设置排序规则的。

字符排序规则跟字符集有关，比如：字符集如果是 utf8mb4，则字符排序规则也是以：utf8mb4_ 开头的，常用的有：utf8mb4_general_ci、utf8mb4_bin 等。

其中 utf8mb4_general_ci 排序规则，对字母的大小写不敏感。说得更直白一点，就是不区分大小写。

而 utf8mb4_bin 排序规则，对字符大小写敏感，也就是区分大小写。

说实话，这一点还是非常重要的。

假如 order 表中现在有一条记录，name 的值是大写的 YOYO，但我们用小写的 yoyo 去查，例如：

select * from order where name='yoyo';

如果字符排序规则是 utf8mb4_general_ci，则可以查出大写的 YOYO 的那条数据。

如果字符排序规则是 utf8mb4_bin，则查不出来。

由此，字符排序规则一定要根据实际的业务场景选择，否则容易出现问题。

16.大字段

我们在创建表时，对一些特殊字段，要额外关注，比如：大字段，即占用较多存储空间的字段。

比如：用户的评论，这就属于一个大字段，但这个字段可长可短。

但一般会对评论的总长度做限制，比如：最多允许输入 500 个字符。

如果直接定义成 text 类型，可能会浪费存储空间，所以建议将这类字段定义成 varchar 类型的存储效率更高。

当然，我还见过更大的字段，即该字段直接保存合同数据。

一个合同可能会占几 Mb。

在 MySQL 中保存这种数据，从系统设计的角度来说，本身就不太合理。

像合同这种非常大的数据，可以保存到 mongodb 中，然后在 MySQL 的业务表中，保存 mongodb 表的 id。

17. 冗余字段

我们在设计表的时候，为了性能考虑，提升查询速度，有时可以冗余一些字段。

举个例子，比如：订单表中一般会有 userId 字段，用来记录用户的唯一标识。

但很多订单的查询页面，或者订单的明细页面，除了需要显示订单信息之外，还需要显示用户 ID 和用户名称。

如果订单表和用户表的数据量不多，我们可以直接用 userId，将这两张表 join 起来，查询出用户名称。

但如果订单表和用户表的数据量都非常多，这样 join 是比较消耗查询性能的。

这时候我们可以通过冗余字段的方案，来解决性能问题。

我们可以在订单表中，可以再加一个 userName 字段，在系统创建订单时，将 userId 和 userName 同时写值。

当然订单表中历史数据的 userName 是空的，可以刷一下历史数据。

这样调整之后，后面只需要查询订单表，即可查询出我们所需要的数据。

不过冗余字段的方案，有利也有弊。

对查询性能有利。

但需要额外的存储空间，还可能会有数据不一致的情况，比如用户名称修改了。

我们在实际业务场景中，需要综合评估，冗余字段方案不适用于所有业务场景。

18. 注释

我们在做表设计的时候，一定要把表和相关字段的注释加好。

例如下面这样的：

CREATE TABLE `sys_dept` (  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',  `name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '名称',  `pid` bigint NOT NULL COMMENT '上级部门',  `valid_status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '有效状态 1:有效 0:无效',  `create_user_id` bigint NOT NULL COMMENT '创建人ID',  `create_user_name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '创建人名称',  `create_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '创建日期',  `update_user_id` bigint DEFAULT NULL COMMENT '修改人ID',  `update_user_name` varchar(30)  DEFAULT NULL COMMENT '修改人名称',  `update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '修改时间',  `is_del` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否删除 1：已删除 0：未删除',  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,  KEY `index_pid` (`pid`) USING BTREE) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='部门';

表和字段的注释，都列举的非常详细。

特别是有些状态类型的字段，比如：valid_status 字段，该字段表示有效状态， 1:有效 0:无效。

让人可以一目了然，表和字段是干什么用的，字段的值可能有哪些。

最怕的情况是，你在表中创建了很多 status 字段，每个字段都有1、2、3、4、5、6、7、8、9等多个值。

没有写什么注释。

谁都不知道 1 代表什么含义，2 代表什么含义，3 代表什么含义。

可能刚开始你还记得。

但系统上线使用一年半载之后，可能连你自己也忘记了这些 status 字段，每个值的具体含义了，埋下了一个巨坑。

由此，我们在做表设计时，一定要写好相关的注释，并且经常需要更新这些注释。

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