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超详细MySQL使用规范分享

2020年08月21日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论
最近涉及数据库相关操作较多,公司现有规范也不是太全面,就根据网上各路大神的相关规范,整理了一些自用的规范用法,万望指正。数据库环境dev: 开发环境开发可读写,可修改表结构。开发人员可以修改表结构,可

最近涉及数据库相关操作较多,公司现有规范也不是太全面,就根据网上各路大神的相关规范,整理了一些自用的规范用法,万望指正。

数据库环境

dev: 开发环境

开发可读写,可修改表结构。开发人员可以修改表结构,可以随意修改其中的数据但是需要保证不影响其他开发同事。

test: 测试环境

开发可读写,开发人员可以通过工具修改表结构。

online: 线上环境

开发人员不允许直接在线上环境进行数据库操作,如果需要操作必须找dba进行操作并进行相应记录,禁止进行压力测试。

重点的问题,各个环境的mysql服务器对应的用户权限,一定要做到权限划分明确,有辨识度,能具体区分业务场景等。

命名规范

基本命名规则

  • 使用有意义的英文词汇,词汇中间以下划线分隔。(不要用拼音)
  • 只能使用英文字母,数字,下划线,并以英文字母开头。
  • 库、表、字段全部采用小写,不要使用驼峰式命名。
  • 避免用oracle、mysql的保留字,如desc,关键字如index。
  • 命名禁止超过32个字符,须见名之意,建议使用名词不是动词
  • 数据库,数据表一律使用前缀
  • 临时库、表名必须以tmp为前缀,并以日期为后缀
  • 备份库、表必须以bak为前缀,并以日期为后缀

为什么库、表、字段全部采用小写?

在 mysql 中,数据库和表对就于那些目录下的目录和文件。因而,操作系统的敏感性决定数据库和表命名的大小写敏感。

  • windows下是不区分大小写的。
  • linux下大小写规则
  • 数据库名与表名是严格区分大小写的;
  • 表的别名是严格区分大小写的;
  • 列名与列的别名在所有的情况下均是忽略大小写的;
  • 变量名也是严格区分大小写的;
  • 如果已经设置了驼峰式的命名如何解决?需要在mysql的配置文件my.ini中增加 lower_case_table_names = 1即可。

表命名

同一个模块的表尽可能使用相同的前缀,表名称尽可能表达含义。所有日志表均以 log_ 开头

字段命名

  • 表达其实际含义的英文单词或简写。布尔意义的字段以is_作为前缀,后接动词过去分词。
  • 各表之间相同意义的字段应同名。各表之间相同意义的字段,以去掉模块前缀的表名_字段名命名。
  • 外键字段用表名_字段名表示其关联关系。
  • 表的主键一般都约定成为id,自增类型,是别的表的外键均使用xxx_id的方式来表明。

索引命名

  • 非唯一索引必须按照“idx_字段名称_字段名称[_字段名]”进行命名
  • 唯一索引必须按照“uniq_字段名称_字段名称[_字段名]”进行命名

约束命名

  • 主键约束:pk_表名称。
  • 唯一约束:uk_表名称_字段名。(应用中需要同时有唯一性检查逻辑。)

表设计规范

表引擎取决于实际应用场景;日志及报表类表建议用myisam,与交易,审核,金额相关的表建议用innodb引擎。如无说明,建表时一律采用innodb引擎

默认使用utf8mb4字符集,数据库排序规则使用utf8mb4_general_ci,(由于数据库定义使用了默认,数据表可以不再定义,但为保险起见,建议都写上

为什么字符集不选择utf8,排序规则不使用utf8_general_ci

采用utf8编码的mysql无法保存占位是4个字节的emoji表情。为了使后端的项目,全面支持客户端输入的emoji表情,升级编码为utf8mb4是最佳解决方案。对于jdbc连接串设置了characterencoding为utf8或者做了上述配置仍旧无法正常插入emoji数据的情况,需要在代码中指定连接的字符集为utf8mb4。

所有表、字段均应用 comment 列属性来描述此表、字段所代表的真正含义,如枚举值则建议将该字段中使用的内容都定义出来。

如无说明,表中的第一个id字段一定是主键且为自动增长,禁止在非事务内作为上下文作为条件进行数据传递。禁止使用varchar类型作为主键语句设计。

如无说明,表必须包含create_time和modify_time字段,即表必须包含记录创建时间和修改时间的字段

如无说明,表必须包含is_del,用来标示数据是否被删除,原则上数据库数据不允许物理删除。

  • 用尽量少的存储空间来存数一个字段的数据
  • 能用int的就不用char或者varchar
  • 能用tinyint的就不用int
  • 使用unsigned存储非负数值。
  • 不建议使用enum、set类型,使用tinyint来代替
  • 使用短数据类型,比如取值范围为0-80时,使用tinyint unsigned
  • 存储精确浮点数必须使用decimal替代float和double
  • 时间字段,除特殊情况一律采用int来记录unix_timestamp
  • 存储年使用year类型。
  • 存储日期使用date类型。
  • 存储时间(精确到秒)建议使用timestamp类型,因为timestamp使用4字节,datetime使用8个字节。
  • 建议使用int unsigned存储ipv4。
  • 尽可能不使用text、blob类型
  • 禁止在数据库中使用varbinary、blob存储图片、文件等。建议使用其他方式存储(tfs/sfs),mysql只保存指针信息。
  • 单条记录大小禁止超过8k(列长度(中文)_3(utf8)+列长度(英文)_1)

datetime与timestamp有什么不同?

相同点:

timestamp列的显示格式与datetime列相同。显示宽度固定在19字符,并且格式为yyyy-mm-dd hh:mm:ss。

不同点:

timestamp

  • 4个字节储存,时间范围:1970-01-01 08:00:01 ~ 2038-01-19 11:14:07值以utc格式保存,涉及时区转化 ,存储时对当前的时区进行转换,检索时再转换回当前的时区。
  • datetime8个字节储存,时间范围:1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59
  • 实际格式储存,与时区无关

如何使用timestamp的自动赋值属性?

将当前时间作为ts的默认值:ts timestamp default current_timestamp。当行更新时,更新ts的值:ts timestamp default 0 on update current_timestamp。

可以将1和2结合起来:ts timestamp default current_timestamp on update current_timestamp。

如何使用int unsigned存储ip?

使用int unsigned而不是char(15)来存储ipv4地址,通过mysql函数inet_ntoa和inet_aton来进行转化。ipv6地址目前没有转化函数,需要使用decimal或者两个bigint来存储。

  • 如无备注,所有字段都设置not null,并设置默认值;
  • 禁止在数据库中存储明文密码
  • 如无备注,所有的布尔值字段,如is_hot、is_deleted,都必须设置一个默认值,并设为0;
  • 如无备注,排序字段order_id在程序中默认使用降序排列;
  • 整形定义中不添加长度,比如使用int,而不是int[4]

int[m],m值代表什么含义?

注意数值类型括号后面的数字只是表示宽度而跟存储范围没有关系。很多人他们认为int(4)和int(10)其取值范围分别是 (-9999到9999)和(-9999999999到9999999999),这种理解是错误的。其实对整型中的 m值与 zerofill 属性结合使用时可以实现列值等宽。不管int[m]中m值是多少,其取值范围还是 (-2147483648到2147483647 有符号时),(0到4294967295无符号时)。

显示宽度并不限制可以在列内保存的值的范围,也不限制超过列的指定宽度的值的显示。当结合可选扩展属性zerofill使用时默认补充的空格用零代替。例如:对于声明为int(5) zerofill的列,值4检索为00004。请注意如果在整数列保存超过显示宽度的一个值,当mysql为复杂联接生成临时表时会遇到问题,因为在这些情况下mysql相信数据适合原列宽度,如果为一个数值列指定zerofill, mysql自动为该列添加unsigned属性。

使用varbinary存储大小写敏感的变长字符串

什么时候用char,什么时候用varchar?

char和varchar类型类似,但它们保存和检索的方式不同。它们的最大长度和是否尾部空格被保留等方面也不同。char和varchar类型声明的长度表示你想要保存的最大字符数。例如,char(30)可以占用30个字符。

char列的长度固定为创建表时声明的长度。长度可以为从0到255的任何值。当保存char值时,在它们的右边填充空格以达到指定的长度。当检索到char值时,尾部的空格被删除掉。在存储或检索过程中不进行大小写转换。

varchar列中的值为可变长字符串。长度可以指定为0到65,535之间的值。(varchar的最大有效长度由最大行大小和使用的字符集确定。整体最大长度是65,532字节)。同char对比,varchar值保存时只保存需要的字符数,另加一个字节来记录长度(如果列声明的长度超过255,则使用两个字节)。varchar值保存时不进行填充。当值保存和检索时尾部的空格仍保留,符合标准sql。

char适合存储用户密码的md5哈希值,它的长度总是一样的。对于经常改变的值,char也好于varchar,因为固定长度的行不容易产生碎片,对于很短的列,char的效率也高于varchar。char(1)字符串对于单字节字符集只会占用一个字节,但是varchar(1)则会占用2个字节,因为1个字节用来存储长度信息。

索引设计规范

mysql的查询速度依赖良好的索引设计,因此索引对于高性能至关重要。合理的索引会加快查询速度(包括update和delete的速度,mysql会将包含该行的page加载到内存中,然后进行update或者delete操作),不合理的索引会降低速度。mysql索引查找类似于新华字典的拼音和部首查找,当拼音和部首索引不存在时,只能通过一页一页的翻页来查找。当mysql查询不能使用索引时,mysql会进行全表扫描,会消耗大量的io。索引的用途:去重、加速定位、避免排序、覆盖索引。

什么是覆盖索引

innodb存储引擎中,secondary index(非主键索引)中没有直接存储行地址,存储主键值。如果用户需要查询secondary index中所不包含的数据列时,需要先通过secondary index查找到主键值,然后再通过主键查询到其他数据列,因此需要查询两次。覆盖索引的概念就是查询可以通过在一个索引中完成,覆盖索引效率会比较高,主键查询是天然的覆盖索引。合理的创建索引以及合理的使用查询语句,当使用到覆盖索引时可以获得性能提升。比如select email,uid from user_email where uid=xx,如果uid不是主键,适当时候可以将索引添加为index(uid,email),以获得性能提升。

索引的基本规范

  • 索引数量控制,单张表中索引数量不超过5个,单个索引中的字段数不超过5个。
  • 综合评估数据密度和分布
  • 考虑查询和更新比例

为什么一张表中不能存在过多的索引?

innodb的secondary index使用b+tree来存储,因此在update、delete、insert的时候需要对b+tree进行调整,过多的索引会减慢更新的速度。

对字符串使用前缀索引,前缀索引长度不超过8个字符,建议优先考虑前缀索引,必要时可添加伪列并建立索引。

不要索引blob/text等字段,不要索引大型字段,这样做会让索引占用太多的存储空间

什么是前缀索引?

前缀索引说白了就是对文本的前几个字符(具体是几个字符在建立索引时指定)建立索引,这样建立起来的索引更小,所以查询更快。前缀索引能有效减小索引文件的大小,提高索引的速度。但是前缀索引也有它的坏处:mysql 不能在 order by 或 group by 中使用前缀索引,也不能把它们用作覆盖索引(covering index)。

建立前缀索引的语法:alter table table_name add key(column_name(prefix_length));

主键准则

  • 表必须有主键
  • 不使用更新频繁的列
  • 尽量不选择字符串列
  • 不使用uuid md5 hash
  • 默认使用非空的唯一键
  • 建议选择自增或发号器

重要的sql必须被索引,核心sql优先考虑覆盖索索引

  • update、delete语句的where条件列
  • order by、group by、distinct的字段
  • 多表join的字段

区分度最大的字段放在前面

  • 选择筛选性更优的字段放在最前面,比如单号、userid等,type,status等筛选性一般不建议放在最前面
  • 索引根据左前缀原则,当建立一个联合索引(a,b,c),则查询条件里面只有包含(a)或(a,b)或(a,b,c)的时候才能走索引,(a,c)作为条件的时候只能使用到a列索引,所以这个时候要确定a的返回列一定不能太多,不然语句设计就不合理,(b,c)则不能走索引
  • 合理创建联合索引(避免冗余),(a,b,c) 相当于 (a) 、(a,b) 、(a,b,c)

索引禁忌

  • 不在低基数列上建立索引,例如“性别”
  • 不在索引列进行数学运算和函数运算
  • 不要索引常用的小型表
  • 尽量不使用外键
  • 外键用来保护参照完整性,可在业务端实现
  • 对父表和子表的操作会相互影响,降低可用性
  • innodb本身对online ddl的限制

mysql 中索引的限制

myisam 存储引擎索引长度的总和不能超过 1000 字节
blob 和 text 类型的列只能创建前缀索引
mysql 目前不支持函数索引
使用不等于 (!= 或者 <>) 的时候, mysql 无法使用索引。
过滤字段使用函数运算 (如 abs (column)) 后, mysql无法使用索引。
join语句中join条件字段类型不一致的时候mysql无法使用索引
使用 like 操作的时候如果条件以通配符开始 (如 ‘%abc…')时, mysql无法使用索引。
使用非等值查询的时候, mysql 无法使用 hash 索引。

语句设计规范

使用预编译语句

  • 只传参数,比传递sql语句更高效
  • 一次解析,多次使用
  • 降低sql注入概率

避免隐式转换

会导致索引失效

充分利用前缀索引

  • 必须是最左前缀
  • 不可能同时用到两个范围条件
  • 不使用%前导的查询,如like “%ab”

不使用负向查询,如not in/like

  • 无法使用索引,导致全表扫描
  • 全表扫描导致buffer pool利用率降低

避免使用存储过程、触发器、udf、events等

  • 让数据库做最擅长的事
  • 降低业务耦合度,为sacle out、sharding留有余地
  • 避开bug

避免使用大表的join

mysql最擅长的是单表的主键/二级索引查询
join消耗较多内存,产生临时表

避免在数据库中进行数学运算

  • mysql不擅长数学运算和逻辑判断
  • 无法使用索引

减少与数据库的交互次数

  • insert … on duplicate key update
  • replace into、insert ignore 、insert into values(),(),()
  • update … where id in(10,20,50,…)

合理的使用分页

限制分页展示的页数只能点击上一页、下一页采用延迟关联

如何正确的使用分页?

假如有类似下面分页语句:select * from table order by id limit 10000, 10由于mysql里对limit offset的处理方式是取出offset+limit的所有数据,然后去掉offset,返回底部的limit。所以,在offset数值较大时,mysql的查询性能会非常低。可以使用id > n 的方式进行解决:

使用id > n 的方式有局限性,对于id不连续的问题,可以通过翻页的时候同时传入最后一个id方式来解决。

http://example.com/page.php?last=100 
select * from table where id<100 order by id desc limit 10 
//上一页 
 http://example.com/page.php?first=110 
select * from table where id>110 order by id desc limit 10 

这种方式比较大的缺点是,如果在浏览中有插入/删除操作,翻页不会更新,而总页数可能仍然是根据新的count(*) 来计算,最终可能会产生某些记录访问不到。为了修补这个问题,可以继续引入当前页码以及在上次翻页以后是否有插入/删除等影响总记录数的操作并进行缓存

select * from table where id >= (select id from table order by id limit #offset#, 1) 
  •  拒绝大sql,拆分成小sql
  • 充分利用query cache
  • 充分利用多核cpu
  • 使用in代替or,in的值不超过1000个
  • 禁止使用order by rand()
  • 使用explain诊断,避免生成临时表

explain语句(在mysql客户端中执行)可以获得mysql如何执行select语句的信息。通过对select语句执行explain,可以知晓mysql执行该select语句时是否使用了索引、全表扫描、临时表、排序等信息。尽量避免mysql进行全表扫描、使用临时表、排序等。详见官方文档。

用union all而不是union

union all与 union有什么区别?

union和union all关键字都是将两个结果集合并为一个,但这两者从使用和效率上来说都有所不同。

union在进行表链接后会筛选掉重复的记录,所以在表链接后会对所产生的结果集进行排序运算,删除重复的记录再返回结果。如:

select * from test_union1 
union select * from test_union2 

这个sql在运行时先取出两个表的结果,再用排序空间进行排序删除重复的记录,最后返回结果集,如果表数据量大的话可能会导致用磁盘进行排序。

而union all只是简单的将两个结果合并后就返回。这样,如果返回的两个结果集中有重复的数据,那么返回的结果集就会包含重复的数据了。

从效率上说,union all要比union快很多,所以,如果可以确认合并的两个结果集中不包含重复的数据的话,那么就使用union all,如下:

select * from test_union1 union all select * from test_union2 
  •  程序应有捕获sql异常的处理机制
  • 禁止单条sql语句同时更新多个表
  • 不使用select * ,select语句只获取需要的字段
  • 消耗cpu和io、消耗网络带宽
  • 无法使用覆盖索引
  • 减少表结构变更带来的影响
  • 因为大,select/join 可能生成临时表
  • update、delete语句不使用limit
  • insert语句必须显式的指明字段名称,不使用insert into table()
  • insert语句使用batch提交(insert into table values(),(),()……),values的个数不超过500
  • 统计表中记录数时使用count(*),而不是count(primary_key)和count(1) 备注:仅针对myisam
  • 数据更新建议使用二级索引先查询出主键,再根据主键进行数据更新
  • 禁止使用跨库查询
  • 禁止使用子查询,建议将子查询转换成关联查询
  • 针对varchar类型字段的程序处理,请验证用户输入,不要超出其预设的长度;

分表规范

单表一到两年内数据量超过500w或数据容量超过10g考虑分表,需提前考虑历史数据迁移或应用自行删除历史数据,采用等量均衡分表或根据业务规则分表均可。要分表的数据表必须与dba商量分表策略

  • 用hash进行散表,表名后缀使用十进制数,下标从0开始
  • 按日期时间分表需符合yyyy[mm][dd][hh]格式
  • 采用合适的分库分表策略。例如千库十表、十库百表等
  • 禁止使用分区表,分区表对分区键有严格要,分区表在表变大后执行ddl、sharding、单表恢复等都变得更加困难。
  • 拆分大字段和访问频率低的字段,分离冷热数据

行为规范

  • 批量导入、导出数据必须提前通知dba协助观察
  • 禁止在线上从库执行后台管理和统计类查询
  • 禁止有super权限的应用程序账号存在
  • 产品出现非数据库导致的故障时及时通知dba协助排查
  • 推广活动或上线新功能必须提前通知dba进行流量评估
  • 数据库数据丢失,及时联系dba进行恢复
  • 对单表的多次alter操作必须合并为一次操作
  • 不在mysql数据库中存放业务逻辑
  • 重大项目的数据库方案选型和设计必须提前通知dba参与
  • 对特别重要的库表,提前与dba沟通确定维护和备份优先级
  • 不在业务高峰期批量更新、查询数据库其他规范
  • 提交线上建表改表需求,必须详细注明所有相关sql语句

其他规范

日志类数据不建议存储在mysql上,优先考虑hbase或oceanbase,如需要存储请找dba评估使用压缩表存储。

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