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写给开发者看的关系型数据库设计

来源:互联网 作者:佚名 时间:2013-03-28 13:32
写给开发者看的关系型数据库设计 目录 数据库设计,一个软件项目成功的基石。很多从业人员都认为,数据库设计其实不那么重要。现实中的情景也相当雷同,开发人员的数量是数据库设计人员的数倍。多数人使用数据库中的一部分,所以也会把数据库设计想的如此简

写给开发者看的关系型数据库设计

目录

  数据库设计,一个软件项目成功的基石。很多从业人员都认为,数据库设计其实不那么重要。现实中的情景也相当雷同,开发人员的数量是数据库设计人员的数倍。多数人使用数据库中的一部分,所以也会把数据库设计想的如此简单。其实不然,数据库设计也是门学问。

  从笔者的经历看来,笔者更赞成在项目早期由开发者进行数据库设计(后期调优需要DBA)。根据笔者的项目经验,一个精通OOP和ORM的开发者,设计的数据库往往更为合理,更能适应需求的变化,如果追其原因,笔者个人猜测是因为数据库的规范化,与OO的部分思想雷同(如内聚)。而DBA,设计的数据库的优势是能将DBMS的能力发挥到极致,能够使用SQL和DBMS实现很多程序实现的逻辑,与开发者相比,DBA优化过的数据库更为高效和稳定。如标题所示,本文旨在分享一名开发者的数据库设计经验,并不涉及复杂的SQL语句或DBMS使用,因此也不会局限到某种DBMS产品上。真切地希望这篇文章对开发者能有所帮助,也希望读者能帮助笔者查漏补缺。

一 Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源

  Edgar Frank Codd(埃德加·弗兰克·科德)被誉为“关系数据库之父”,并因为在数据库管理系统的理论和实践方面的杰出贡献于1981年获图灵奖。在1985年,美国空间,Codd 博士发布了12条规则,这些规则简明的定义出一个关系型数据库的理念,它们被作为所有关系数据库系统的设计指导性方针。

二 关系型数据库设计阶段

(一)规划阶段

  规划阶段的主要工作是对数据库的必要性和可行性进行分析。确定是否需要使用数据库,使用哪种类型的数据库,使用哪个数据库产品。

(二)概念阶段

  概念阶段的主要工作是收集并分析需求。识别需求,主要是识别数据实体和业务规则。对于一个系统来说,数据库的主要包括业务数据和非业务数据,而业务数据的定义,则依赖于在此阶段对用户需求的分析。需要尽量识别业务实体和业务规则,对系统的整体有初步的认识,并理解数据的流动过程。理论上,该阶段将参考或产出多种文档,比如“用例图”,“数据流图”以及其他一些项目文档。如果能够在该阶段产出这些成果,无疑将会对后期进行莫大的帮助。当然,很多文档已超出数据库设计者的考虑范围。而且,如果你并不精通该领域以及用户的业务,那么请放弃自己独立完成用户需求分析的想法。用户并不是技术专家,而当你自身不能扮演“业务顾问”的角色时,请你选择与项目组的相关人员合作,或者将其视为风险呈报给PM。再次强调,大多数情况,用户只是行业从业者,而非职业技术人员,我们仅仅从用户那里收集需求,而非依赖于用户的知识。

  记录用户需求时,可以使用一些技巧,当然这部分内容有些可能会超出数据库设计人员的职责:

  此外,必须严谨处理业务规则,并详细记录。在之后的阶段,将会根据这些业务规则进行设计。

  当该阶段结束时,你应该能够回答以下问题:

  并且得到如下信息:

(三)逻辑阶段

  逻辑阶段的主要工作是绘制E-R图,或者说是建模。建模工具很多,有不同的图形表示方法和软件。这些工具和软件的使用并非关键,笔者也不建议读者花大量时间在建模方法的选择上。对于大多数应用来说,E-R图足以描述实体间的关系。建模关键是思想而不是工具,软件只是起到辅助作用,识别实体关系才是本阶段的重点。

  除了实体关系,我们还应该考虑属性的域(值类型、范围、约束)

(四)实现阶段

  实现阶段主要针对选择的RDBMS定义E-R图对应的表,考虑属性类型和范围以及约束。

(五)物理阶段

  物理阶段是一个验证并调优的阶段,是在实际物理设备上部署数据库,并进行测试和调优。

三 设计原则

(一)降低对数据库功能的依赖

  功能应该由程序实现,而非DB实现。原因在于,如果功能由DB实现时,一旦更换的DBMS不如之前的系统强大,不能实现某些功能,这时我们将不得不去修改代码。所以,为了杜绝此类情况的发生,功能应该有程序实现,数据库仅仅负责数据的存储,以达到最低的耦合。

(二)定义实体关系的原则

  当定义一个实体与其他实体之间的关系时,需要考量如下:

  关系与表数量

(三)列意味着唯一的值

  如果表示坐标(0,0),应该使用两列表示,而不是将“0,0”放在1个列中。

(四)列的顺序

  列的顺序对于表来说无关紧要,但是从习惯上来说,采用“主键+外键+实体数据+非实体数据”这样的顺序对列进行排序显然能得到比较好的可读性。

(五)定义主键和外键

  数据表必须定义主键和外键(如果有外键)。定义主键和外键不仅是RDBMS的要求,同时也是开发的要求。几乎所有的代码生成器都需要这些信息来生成常用方法的代码(包括SQL文和引用),所以,定义主键和外键在开发阶段是必须的。之所以说在开发阶段是必须的是因为,有不少团队出于性能考虑会在进行大量测试后,在保证参照完整性不会出现大的缺陷后,会删除掉DB的所有外键,以达到最优性能。笔者认为,在性能没有出现问题时应该保留外键,而即便性能真的出现问题,也应该对SQL文进行优化,网站空间,而非放弃外键约束。

(六)选择键

1 人工键与自然键

  人工健——实体的非自然属性,根据需要由人强加的,如GUID,其对实体毫无意义;自然健——实体的自然属性,如身份证编号。

  人工键的好处:

  • 键值永远不变
  • 永远是单列存储
  •   人工键的缺点:

  • 因为人工键是没有实际意义的唯一值,所以不能通过人工键来避免重复行。
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