数据库命名规范
- 所有数据库对象名称必须使用小写字母并用下划线分割。
- 所有数据库对象名称禁止使用 MySQL 保留关键字(如果表名中包含关键字查询时,需要将其用单引号括起来)。
- 数据库对象的命名要能做到见名识意,并且最后不要超过32 个字符。
- 临时库表必须以 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 ( 时间戳 ) 为后缀。
- 所有存储相同数据的列名和列类型必须一致(一般作为关联列,如果查询时关联列类型不一致会自动进行数据类型隐式转换,会造成列上的索引失效,导致查询效率降低)。
数据库基本设计规范
- 没有特殊要求(即 InnoDB 无法满足的功能如:列存储,存储空间数据等)的情况下,所有表必须使用 InnoDB 存储引擎(MySQL5.5 之前默认使用 Myisam,5.6 以后默认的为 InnoDB)InnoDB 支持事务,支持行级锁,更好的恢复性,高并发下性能更好。
- 数据库和表的字符集统一使用 UTF8,兼容性更好。统一字符集可以避免由于字符集转换产生的乱码,不同的字符集进行比较前需要进行转换会造成索引失效。
- 所有表和字段都需要添加注释,使用 comment 从句添加表和列的备注 从一开始就进行数据字典的维护。
- 尽量控制单表数据量的大小,建议控制在500万以内,500万并不是 MySQL 数据库的限制,过大会造成修改表结构、备份、恢复都会有很大的问题,可以用历史数据归档(应用于日志数据),分库分表(应用于业务数据)等手段来控制数据量大小。
- 谨慎使用 MySQL 分区表。分区表在物理上表现为多个文件,在逻辑上表现为一个表。谨慎选择分区键,跨分区查询效率可能更低,建议采用物理分表的方式管理大数据。
- 尽量做到冷热数据分离,减小表的宽度。MySQL 限制每个表最多存储 4096 列,并且每一行数据的大小不能超过 65535 字节。减少磁盘 IO,保证热数据的内存缓存命中率(表越宽,把表装载进内存缓冲池时所占用的内存也就越大,也会消耗更多的 IO) 更有效的利用缓存,避免读入无用的冷数据;经常一起使用的列放到一个表中(避免更多的关联操作)
- 禁止在数据库中存储图片,文件等大的二进制数据。通常文件很大,会短时间内造成数据量快速增长,数据库进行数据库读取时,通常会进行大量的随机 IO 操作,文件很大时,IO 操作很耗时。通常存储于文件服务器,数据库只存储文件地址信息。
- 禁止在线上做数据库压力测试。
- 禁止从开发环境,测试环境直接连接生产环境数据库。
数据库字段设计规范
- 优先选择符合存储需要的最小的数据类型
列的字段越大,建立索引时所需要的空间也就越大,这样一页中所能存储的索引节点的数量也就越少,在遍历时所需要的IO次数也就越多,索引的性能也就越差。
- 将字符串转换成数字类型存储,如:将IP地址转换成整型数据。
MySQL 提供了两个方法来处理 IP 地址inet_aton
把ip转为无符号整型(4-8位)inet_ntoa
把整型的ip转为地址
插入数据前,先用 inet_aton
把 IP 地址转为整型,可以节省空间。显示数据时,使用 inet_ntoa
把整型的 IP 地址转为地址显示即可。
- 对于非负型的数据(如自增 ID、整型 IP)来说,要优先使用无符号整型来存储,因为无符号相对于有符号可以多出一倍的存储空间。
SIGNED INT -2147483648~2147483647
UNSIGNED INT 0~4294967295
VARCHAR(N) 中的 N 代表的是字符数,而不是字节数。使用 UTF8 存储 255 个汉字 Varchar(255)=765 个字节。过大的长度会消耗更多的内存。
- 避免使用 TEXT、BLOB 数据类型
最常见的TEXT类型可以存储64k的数据,建议把 BLOB 或是TEXT列分离到单独的扩展表中。
MySQL 内存临时表不支持 TEXT、BLOB 这样的大数据类型,如果查询中包含这样的数据,在排序等操作时,就不能使用内存临时表,必须使用磁盘临时表进行。
而且对于这种数据,MySQL 还是要进行二次查询,会使 SQL 性能变得很差,但是不是说一定不能使用这样的数据类型。
如果一定要使用,建议把 BLOB 或是 TEXT 列分离到单独的扩展表中,查询时一定不要使用 select *
而只需要取出必要的列,不需要 TEXT 列的数据时不要对该列进行查询。
TEXT 或 BLOB 类型只能使用前缀索引,因为 MySQL 对索引字段长度是有限制的,所以 TEXT 类型只能使用前缀索引,并且 TEXT 列上是不能有默认值的。
避免使用 ENUM 类型
- 修改 ENUM 值需要使用 ALTER 语句
- ENUM 类型的 ORDER BY 操作效率低,需要额外操作
- 禁止使用数值作为 ENUM 的枚举值
尽可能把所有列定义为 NOT NULL
索引 NULL 列需要额外的空间来保存,所以要占用更多的空间。进行比较和计算时要对 NULL 值做特别的处理。
- 使用 TIMESTAMP(4 个字节)或 DATETIME 类型(8 个字节)存储时间
TIMESTAMP 存储的时间范围 1970-01-01 00:00:01 ~ 2038-01-19-03:14:07。
TIMESTAMP 占用 4 字节和 INT 相同,但比 INT 可读性高,超出 TIMESTAMP 取值范围的使用 DATETIME 类型存储。
经常会有人用字符串存储日期型的数据(不正确的做法):
缺点 1:无法用日期函数进行计算和比较。
缺点 2:用字符串存储日期要占用更多的空间。
- 同财务相关的金额类数据必须使用 decimal 类型
非精准浮点:float,double
精准浮点:decimal
Decimal 类型为精准浮点数,在计算时不会丢失精度。占用空间由定义的宽度决定,每 4 个字节可以存储 9 位数字,并且小数点要占用一个字节。可用于存储比 bigint 更大的整型数据。
索引设计规范
- 限制每张表上的索引数量,建议单张表索引不超过 5 个
索引并不是越多越好!索引可以提高效率同样也可以降低效率;索引可以增加查询效率,但同样也会降低插入和更新的效率,甚至有些情况下会降低查询效率。因为 MySQL 优化器在选择如何优化查询时,会根据统一信息,对每一个可以用到的索引来进行评估,以生成出一个最好的执行计划,如果同时有很多个索引都可以用于查询,就会增加 MySQL 优化器生成执行计划的时间,同样会降低查询性能。
- 禁止给表中的每一列都建立单独的索引
5.6版本之前,一个 SQL 只能使用到一个表中的一个索引,5.6 以后,虽然有了合并索引的优化方式,但是还是远远没有使用一个联合索引的查询方式好
- 每个 InnoDB 表必须有个主键
InnoDB 是一种索引组织表:数据的存储的逻辑顺序和索引的顺序是相同的。每个表都可以有多个索引,但是表的存储顺序只能有一种 InnoDB是按照主键索引的顺序来组织表的。
不要使用更新频繁的列作为主键,不适用多列主键(相当于联合索引) 不要使用 UUID、MD5、HASH、字符串列作为主键(无法保证数据的顺序增长)。主键建议使用自增 ID 值。
如何选择索引列的顺序
建立索引的目的是希望通过索引进行数据查找,减少随机 IO,增加查询性能 ,索引能过滤出越少的数据,则从磁盘中读入的数据也就越少。
- 区分度最高的放在联合索引的最左侧(区分度 = 列中不同值的数量 / 列的总行数)。
- 尽量把字段长度小的列放在联合索引的最左侧(因为字段长度越小,一页能存储的数据量越大,IO 性能也就越好)。
- 使用最频繁的列放到联合索引的左侧(这样可以比较少的建立一些索引)。
避免建立冗余索引和重复索引
因为这样会增加查询优化器生成执行计划的时间。
重复索引示例:primary key(id)、index(id)、unique index(id)
冗余索引示例:index(a,b,c)、index(a,b)、index(a)
优先考虑覆盖索引
对于频繁的查询优先考虑使用覆盖索引。
覆盖索引:就是包含了所有查询字段(where,select,ordery by,group by包含的字段)的索引
覆盖索引的好处:
- 避免 InnoDB 表进行索引的二次查询。InnoDB 是以聚集索引的顺序来存储的,对于 InnoDB 来说,二级索引在叶子节点中所保存的是行的主键信息,如果是用二级索引查询数据的话,在查找到相应的键值后,还要通过主键进行二次查询才能获取我们真实所需要的数据。而在覆盖索引中,二级索引的键值中可以获取所有的数据,避免了对主键的二次查询 ,减少了 IO 操作,提升了查询效率。
- 可以把随机 IO 变成顺序 IO 加快查询效率。由于覆盖索引是按键值的顺序存储的,对于 IO 密集型的范围查找来说,对比随机从磁盘读取每一行的数据 IO 要少的多,因此利用覆盖索引在访问时也可以把磁盘的随机读取的 IO 转变成索引查找的顺序 IO。
数据库 SQL 开发规范
- 建议使用预编译语句进行数据库操作
预编译语句可以重复使用这些计划,减少 SQL 编译所需要的时间,还可以解决动态 SQL 所带来的 SQL 注入的问题, 只传参数,比传递 SQL 语句更高效 相同语句可以一次解析,多次使用,提高处理效率。
- 避免数据类型的隐式转换
隐式转换会导致索引失效。如:select name,phone from customer where id = '111';
- 充分利用表上已经存在的索引
避免使用双 % 号的查询条件。如a like '%123%'
,(如果无前置 %,只有后置 %,是可以用到列上的索引的)
使用 left join 或 not exists 来优化 not in 操作,因为 not in 也通常会使用索引失效。
数据库设计时,应该要对以后扩展进行考虑
程序连接不同的数据库使用不同的账号,禁止跨库查询
禁止使用
SELECT *
必须使用SELECT <字段列表>
查询- 消耗更多的 CPU 和 IO 以及网络带宽资源
- 无法使用覆盖索引
- 可减少表结构变更带来的影响
- 禁止使用不含字段列表的 INSERT 语句
如:insert into values ('a','b','c');
应使用:insert into t(c1,c2,c3) values ('a','b','c');
- 避免使用子查询,可以把子查询优化为 JOIN 操作
通常子查询在 in 子句中,且子查询中为简单 SQL ( 不包含 union、group by、order by、limit 从句 ) 时,才可以把子查询转化为关联查询进行优化。
子查询性能差的原因:
子查询的结果集无法使用索引,通常子查询的结果集会被存储到临时表中,不论是内存临时表还是磁盘临时表都不会存在索引,所以查询性能会受到一定的影响。
特别是对于返回结果集比较大的子查询,其对查询性能的影响也就越大。
由于子查询会产生大量的临时表也没有索引,所以会消耗过多的 CPU 和 IO 资源,产生大量的慢查询。
- 避免使用 JOIN 关联太多的表
对于 MySQL 来说,是存在关联缓存的,缓存的大小可以由 join_buffer_size 参数进行设置。
在 MySQL 中,对于同一个 SQL 多关联(join)一个表,就会多分配一个关联缓存,如果在一个 SQL 中关联的表越多,所占用的内存也就越大。
如果程序中大量的使用了多表关联的操作,同时 join_buffer_size 设置的也不合理的情况下,就容易造成服务器内存溢出的情况,就会影响到服务器数据库性能的稳定性。
同时对于关联操作来说,会产生临时表操作,影响查询效率 MySQL 最多允许关联 61 个表,建议不超过 5 个。
- 减少同数据库的交互次数
数据库更适合处理批量操作 合并多个相同的操作到一起,可以提高处理效率
- 对应同一列进行 or 判断时,使用 in 代替 or
In 的值不要超过 500 个, in 操作可以更有效的利用索引,or 大多数情况下很少能利用到索引。
- 禁止使用 order by rand() 进行随机排序
会把表中所有符合条件的数据装载到内存中,然后在内存中对所有数据根据随机生成的值进行排序,并且可能会对每一行都生成一个随机值,如果满足条件的数据集非常大,就会消耗大量的 CPU 和 IO 及内存资源。
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。
- WHERE从句中禁止对列进行函数转换和计算
对列进行函数转换或计算时会导致无法使用索引。
- 在明显不会有重复值时使用 UNION ALL 而不是 UNION
UNION 会把两个结果集的所有数据放到临时表中后再进行去重操作。
UNION ALL 不会再对结果集进行去重操作。
- 拆分复杂的大 SQL 为多个小 SQL
大 SQL:逻辑上比较复杂,需要占用大量 CPU 进行计算的SQL 。
MySQL:一个 SQL 只能使用一个 CPU 进行计算。
SQL 拆分后可以通过并行执行来提高处理效率。