超全的数据库建表、SQL、索引规范

向右看齐 2021-09-02 04:27 266阅读 0赞

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来源：https://juejin.im/post/6871969929365553165

## 背景 ##

因为工作岗位的原因，负责制定了关于后端组数据库的规约规范，作为所有产品线的规范，历经几版的修改，最终形成下边的文本，规范在整个后端执行也有大半年的时间，对于整个团队在开发阶段就减少**不恰当的建表语句、错误SQL、错误的索引**有积极的意义，故分享出来给大家参考。

下边分为**建表规约、SQL规约、索引规约**三个部分，每部分的每一条都有**强制、建议**两个级别，大家在参考时，根据自己公司的情况来权衡。

一、建表规约

##### 【强制】（1） 存储引擎**必须**使用InnoDB #####

解读：`InnoDB`支持事物、行级锁、并发性能更好，`CPU`及内存缓存页优化使得资源利用率更高。

##### 【强制】（2）每张表**必须**设置一个主键`ID`，且这个主键`ID`使用自增主键（在满足需要的情况下尽量短），除非在分库分表环境下。 #####

解读：由于`InnoDB`组织数据的方式决定了需要有一个主键，而且若是这个主键ID是单调递增的可以有效提高插入的性能，避免过多的页分裂、减少表碎片提高空间的使用率。而在分库分表环境下，则需要统一来分配各个表中的主键值，从而避免整个逻辑表中主键重复。

##### 【强制】（3）必须使用utf8mb4字符集 #####

解读：在Mysql中的UTF-8**并非“真正的UTF-8”**，而`utf8mb4”`才是真正的`“UTF-8”`。

##### 【强制】（4） 数据库表、表字段必须加入中文注释 #####

解读：大家都别懒

##### 【强制】（5） 库名、表名、字段名均小写，下划线风格，不超过32个字符，必须见名知意，禁止拼音英文混用。 #####

解读：约定

##### 【强制】（6）单表列数目**必须**小于30，若超过则应该考虑将表拆分 #####

解读：单表列数太多使得Mysql服务器处理InnoDB返回数据之间的映射成本太高

##### 【强制】（7）禁止使用外键，如果有外键完整性约束，需要应用程序控制 #####

解读：外键会导致表与表之间耦合，`UPDATE`与`DELETE`操作都会涉及相关联的表，十分影响SQL的性能，甚至会造成死锁。

##### 【强制】（8）**必须**把字段定义为`NOT NULL`并且提供默认值 #####

解读：a、NULL的列使索引/索引统计/值比较都更加复杂，对MySQL来说更难优化 b、NULL这种类型Msql内部需要进行特殊处理，增加数据库处理记录的复杂性；同等条件下，表中有较多空字段的时候，数据库的处理性能会降低很多 c、NULL值需要更多的存储空，无论是表还是索引中每行中的NULL的列都需要额外的空间来标识

##### 【强制】（9）禁用保留字，如`DESC、RANGE、MARCH`等，请参考`Mysql`官方保留字。 #####

##### 【强制】（10）如果存储的字符串长度几乎相等，使用CHAR定长字符串类型。 #####

解读：能够减少空间碎片，节省存储空间。

##### 【建议】（11）在一些场景下，考虑使用TIMESTAMP代替DATETIME。 #####

解读：a、这两种类型的都能表达`"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"`格式的时间，TIMESTAMP只需要占用4个字节的长度，可以存储的范围为`(1970-2038)`年，在各个时区，所展示的时间是不一样的；b、而`DATETIME`类型占用8个字节，对时区不敏感，可以存储的范围为`(1001-9999)`年。

##### \* 【建议】（12）当心自动生成的`Schema`，**建议**所有的`Schema`手动编写。 #####

解读：对于一些数据库客户端不要太过信任。

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## 二、SQL规约 ##

##### 【建议】 (1) 为了充分利用缓存，**不允许**使用自定义函数、存储函数、用户变量。 #####

解读：如果查询中包含任何用户自定义函数、存储函数、用户变量、临时表、Mysql库中的系统表，其查询结果都不会被缓存。比如函数`NOW()`或者`CURRENT_DATE()`会因为不同的查询时间，返回不同的查询结果。

##### 【强制】（2）在查询中指定所需的列，而不是直接使用“ \*”返回所有的列 #####

解读：a）读取不需要的列会增加`CPU、IO、NET`消耗 b）不能有效的利用覆盖索引

##### 【强制】（3）不允许使用属性隐式转换 #####

解读：假设我们在手机号列上添加了索引，然后执行下面的`SQL`会发生什么？`explain SELECT user_name FROM parent WHERE phone=13812345678;` 很明显就是**索引不生效**，会全表扫描。

##### 【建议】（4）在WHERE条件的属性上使用函数或者表达式 #####

解读：Mysql无法自动解析这种表达式，无法使用到索引。

##### 【强制】（5）禁止使用外键与级联，一切外键概念必须在应用层解决。 #####

解读：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。

##### 【建议】（6）应尽量避免在WHERE子句中使用or作为连接条件 #####

解读：根据情况可以选择使用`UNION ALL`来代替`OR`

##### 【强制】（7）不允许使用%开头的模糊查询 #####

解读：根据索引的最左前缀原理，%开头的模糊查询无法使用索引，可以使用ES来做检索。

索引规约

##### 【建议】（1）避免在更新比较频繁、区分度不高的列上单独建立索引 #####

解读：区分度不高的列单独创建索引的优化效果很小，但是较为频繁的更新则会让索引的维护成本更高

##### 【强制】（2） JOIN的表不允许超过五个。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。 #####

解读：太多表的`JOIN`会让Mysql的优化器更难权衡出一个“最佳”的执行计划（可能性为表数量的阶乘），同时要注意关联字段的类型、长度、字符编码等等是否一致。

##### 【强制】（3）在一个联合索引中，若第一列索引区分度等于1，那么则不需要建立联合索引。 #####

解读：索引通过第一列就能够完全定位的数据，所以联合索引的后边部分是不需要的。

##### 【强制】（4）建立联合索引时，必须将区分度更高的字段放在左边 #####

解读：区分度更高的列放在左边，能够在一开始就有效的过滤掉无用数据。提高索引的效率，相应我们在`Mapper`中编写`SQL`的`WHERE`条件中有多个条件时，需要先看看当前表是否有现成的联合索引直接使用，注意各个条件的顺序尽量和索引的顺序一致。

##### 【建议】（5）利用覆盖索引来进行查询操作，避免回表 #####

解读：覆盖查询即是查询只需要通过索引即可拿到所需DATA，而不再需要再次回表查询，所以效率相对很高。我们在使用`EXPLAIN`的结果，extra列会出现：`"using index"`。这里也要强调一下不要使用`“SELECT * ”`，否则几乎不可能使用到覆盖索引。

##### 【建议】（6）在较长VARCHAR字段,例如VARCHAR(100)上建立索引时，应指定索引长度，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。 #####

解读：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，若长度为20的索引，区分度会高达90%以上，则可以考虑创建长度例为20的索引，而非全字段索引。例如可以使用`SELECT COUNT(DISTINCT LEFT(lesson_code, 20)) / COUNT(*) FROM lesson;`来确定`lesson_code`字段字符长度为20时文本区分度。

##### 【建议】（7）如果有ORDER BY的场景，请注意利用索引的有序性。ORDER BY最后的字段是联合索引的一部分，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。 #####

解读：1、假设有查询条件为`WHERE a=? and b=? ORDER BY c；` 存在索引：`a_b_c`，则此时可以利用索引排序。2、反例：在查询条件中包含了范围查询，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。

##### 【建议】（8）在`where`中索引的列不能某个表达式的一部分，也不能是函数的参数。 #####

解读：即是某列上已经添加了索引，但是若此列成为表达式的一部分、或者是函数的参数，Mysql无法将此列单独解析出来，索引也不会生效。

##### 【建议】 （9）我们在`where`条件中使用范围查询时，索引最多用于一个范围条件，超过一个则后边的不走索引。 #####

解读：Mysql能够使用多个范围条件里边的最左边的第一个范围查询，但是后边的范围查询则无法使用。

##### 【建议】 （10）在多个表进行外连接时，表之间的关联字段类型必须完全一致 #####

解读：当两个表进行Join时，字段类型若没有完全一致，则加索引也不会生效，这里的完全一致包括但不限于字段类型、字段长度、字符集、collection等等

参考

*  《High.Performance.MySQL.3rd.Edition》
 *  《阿里巴巴java开发手册》

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[Java]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0da17bf97a286df119047a25b7de51621fe542816673bb4aa3ebd8ab97b09a86ed7db2e2ee&idx=3&mid=2247489272&scene=21&sn=ce74938072fc73a808d83ccb474db46d#wechat_redirect