database-design（数据库设计）

数据库设计规范技能包

设计高效、可维护的数据库结构。

表设计原则

1. 命名规范

表名：

• 小写字母 + 下划线
• 使用复数形式
• 示例：users, order_items, user_profiles

字段名：

• 小写字母 + 下划线
• 见名知意
• 示例：created_at, user_id, email_address

索引名：

-- 主键：pk_表名
PRIMARY KEY pk_users

-- 唯一索引：uk_表名_字段名
UNIQUE INDEX uk_users_email

-- 普通索引：idx_表名_字段名
INDEX idx_users_created_at

-- 外键：fk_表名_关联表名
FOREIGN KEY fk_orders_users

2. 字段类型选择

注意：

• 避免使用 FLOAT/DOUBLE 存储金额
• VARCHAR 长度设置合理（避免过大）
• 时间字段统一使用 DATETIME 或 TIMESTAMP

3. 主键设计

推荐：

-- 自增ID（适合单机）
id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY

-- 雪花ID（适合分布式）
id BIGINT PRIMARY KEY COMMENT '雪花ID'

-- UUID（分布式场景）
id CHAR(36) PRIMARY KEY COMMENT 'UUID'

避免：

• 业务字段作为主键（如手机号、邮箱）
• 联合主键（复杂度高）

4. 外键约束

使用外键的优势：

• 数据完整性保证
• 级联操作

不使用外键的场景：

• 高并发系统（性能考虑）
• 分库分表场景
• 微服务架构

-- 外键示例
FOREIGN KEY (user_id)
  REFERENCES users(id)
  ON DELETE CASCADE
  ON UPDATE CASCADE

索引设计

1. 索引类型

主键索引：

PRIMARY KEY (id)

唯一索引：

UNIQUE INDEX uk_users_email (email)

普通索引：

INDEX idx_users_created_at (created_at)

联合索引（遵循最左前缀原则）：

INDEX idx_users_name_age (name, age)
-- 可以走索引: WHERE name = 'xxx'
-- 可以走索引: WHERE name = 'xxx' AND age = 25
-- 不走索引: WHERE age = 25

全文索引：

FULLTEXT INDEX ft_articles_content (content)

2. 索引优化原则

何时创建索引：

• ✓ WHERE 子句常用字段
• ✓ ORDER BY 字段
• ✓ JOIN 关联字段
• ✓ 查询频率高的字段

何时避免索引：

• ✗ 数据重复度高的字段（如性别）
• ✗ 频繁更新的字段
• ✗ 小表（全表扫描更快）

索引失效场景：

-- ❌ 在索引列上使用函数
WHERE YEAR(created_at) = 2025

-- ✓ 改为
WHERE created_at >= '2025-01-01' AND created_at < '2026-01-01'

-- ❌ 模糊查询前导模糊
WHERE name LIKE '%张%'

-- ✓ 改为
WHERE name LIKE '张%'

-- ❌ 类型转换
WHERE user_id = '123'  -- user_id 是 INT

-- ✓ 改为
WHERE user_id = 123

SQL 优化

1. 查询优化

避免 SELECT *：

-- ❌ 不推荐
SELECT * FROM users;

-- ✓ 推荐
SELECT id, name, email FROM users;

使用 LIMIT：

SELECT id, name FROM users LIMIT 100;

避免 N+1 查询：

-- ❌ N+1 问题
SELECT * FROM orders;  -- 查询 N 个订单
-- 然后循环查询每个订单的用户
SELECT * FROM users WHERE id = ?;

-- ✓ 使用 JOIN
SELECT o.*, u.name
FROM orders o
JOIN users u ON o.user_id = u.id;

2. 分页优化

传统分页（大偏移量性能差）：

SELECT * FROM users LIMIT 100000, 20;

优化方案（使用 ID 范围）：

SELECT * FROM users
WHERE id > 100000
ORDER BY id
LIMIT 20;

使用覆盖索引：

SELECT id, name FROM users
WHERE status = 'active'
ORDER BY created_at
LIMIT 20;

3. COUNT 优化

**避免 COUNT(*)**：

-- ❌ 慢
SELECT COUNT(*) FROM users WHERE status = 'active';

-- ✓ 使用近似值（如缓存）
-- 或者定期统计存到另一个表

范式设计

第一范式（1NF）

每个字段都是不可分割的原子值

第二范式（2NF）

消除部分依赖（非主键字段完全依赖主键）

第三范式（3NF）

消除传递依赖（非主键字段不依赖其他非主键字段）

反范式化

为了性能适当冗余数据：

-- 订单表冗余用户名（避免频繁JOIN）
CREATE TABLE orders (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    user_id BIGINT,
    user_name VARCHAR(100),  -- 冗余字段
    total_amount DECIMAL(10,2)
);

常用字段

标准字段

id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
created_at DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
updated_at DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
is_deleted BOOLEAN DEFAULT FALSE,
created_by BIGINT,
updated_by BIGINT

乐观锁

version INT NOT NULL DEFAULT 0

软删除

deleted_at DATETIME NULL,
is_deleted BOOLEAN DEFAULT FALSE

分库分表

垂直拆分

按业务模块拆分表

水平拆分

-- 按 user_id 取模
user_0, user_1, user_2, ...

-- 按时间分表
order_202501, order_202502, ...

最佳实践

1. 必须字段：id, created_at, updated_at
2. 统一字符集：utf8mb4
3. 统一时区：UTC
4. 避免 NULL：尽量使用 NOT NULL + DEFAULT
5. 合理使用注释：COMMENT '字段说明'
6. 定期备份：自动化备份机制
7. 监控慢查询：开启 slow_query_log