MySQL 那些常見的錯誤設計規范,你都知道嗎
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但是過於方便的分享也讓知識變得五花八門,很容易讓人接收到錯誤的信息。這些錯誤最多的都是因為技術發展迅速,而且沒有空閑時間去及時更新已經發佈的內容所導致。為瞭避免給後面學習的人造成誤解,我們今天來看一看 MySQL 設計規范中幾個常見的錯誤例子。
主鍵的設計
錯誤的設計規范:主鍵建議使用自增 ID 值,不要使用 UUID,MD5,HASH,字符串作為主鍵
這個設計規范在很多文章中都能看到,自增主鍵的優點有占用空間小,有序,使用起來簡單等優點。
下面先來看看自增主鍵的缺點:
- 自增值由於在服務器端產生,需要有一把自增的 AI 鎖保護,若這時有大量的插入請求,就可能存在自增引起的性能瓶頸,所以存在並發性能問題;
- 自增值做主鍵,隻能在當前實例中保證唯一,不能保證全局唯一,這就導致無法在分佈式架構中使用;
- 公開數據值,容易引發安全問題,如果我們的商品 ID 是自增主鍵的話,用戶可以通過修改 ID 值來獲取商品,嚴重的情況下可以知道我們數據庫中一共存瞭多少商品。
- MGR(MySQL Group Replication) 可能引起的性能問題;
因為自增值是在 MySQL 服務端產生的值,需要有一把自增的 AI 鎖保護,若這時有大量的插入請求,就可能存在自增引起的性能瓶頸。比如在 MySQL 數據庫中,參數 innodb_autoinc_lock_mode 用於控制自增鎖持有的時間。雖然,我們可以調整參數 innodb_autoinc_lock_mode 獲得自增的最大性能,但是由於其還存在其它問題。因此,在並發場景中,更推薦 UUID 做主鍵或業務自定義生成主鍵。
我們可以直接在 MySQ L使用 UUID() 函數來獲取 UUID 的值。
MySQL> select UUID(); +--------------------------------------+ | UUID() | +--------------------------------------+ | 23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002 | +--------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
需要特別註意的是,在存儲時間時,UUID 是根據時間位逆序存儲, 也就是低時間低位存放在最前面,高時間位在最後,即 UUID 的前 4 個字節會隨著時間的變化而不斷“隨機”變化,並非單調遞增。而非隨機值在插入時會產生離散 IO,從而產生性能瓶頸。這也是 UUID 對比自增值最大的弊端。
為瞭解決這個問題,MySQL 8.0 推出瞭函數 UUID_TO_BIN,它可以把 UUID 字符串:
- 通過參數將時間高位放在最前,解決瞭 UUID 插入時亂序問題;
- 去掉瞭無用的字符串”-“,精簡存儲空間;
- 將字符串其轉換為二進制值存儲,空間最終從之前的 36 個字節縮短為瞭 16 字節。
下面我們將之前的 UUID 字符串 23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002 通過函數 UUID_TO_BIN 進行轉換,得到二進制值如下所示:
MySQL> SELECT UUID_TO_BIN('23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002',TRUE) as UUID_BIN; +------------------------------------+ | UUID_BIN | +------------------------------------+ | 0x11EBCE8923EBAA88B4310242AC110002 | +------------------------------------+ 1 row in set (0.01 sec)
除此之外,MySQL 8.0 也提供瞭函數 BIN_TO_UUID,支持將二進制值反轉為 UUID 字符串。
雖然 MySQL 8.0 版本之前沒有函數 UUID_TO_BIN/BIN_TO_UUID,還是可以通過自定義函數的方式解決。應用層的話可以根據自己的編程語言編寫相應的函數。
當然,很多同學也擔心 UUID 的性能和存儲占用的空間問題,這裡我也做瞭相關的插入性能測試,結果如下表所示:
可以看到,MySQL 8.0 提供的排序 UUID 性能最好,甚至比自增 ID 還要好。此外,由於 UUID_TO_BIN 轉換為的結果是16 字節,僅比自增 ID 增加 8 個字節,最後存儲占用的空間也僅比自增大瞭 3G。
而且由於 UUID 能保證全局唯一,因此使用 UUID 的收益遠遠大於自增 ID。可能你已經習慣瞭用自增做主鍵,但是在並發場景下,更推薦 UUID 這樣的全局唯一值做主鍵。
當然瞭,UUID雖好,但是在分佈式場景下,主鍵還需要加入一些額外的信息,這樣才能保證後續二級索引的查詢效率,推薦根據業務自定義生成主鍵。但是在並發量和數據量沒那麼大的情況下,還是推薦使用自增 UUID 的。大傢更不要以為 UUID 不能當主鍵瞭。
金融字段的設計
錯誤的設計規范:同財務相關的金額類數據必須使用 decimal 類型 由於 float 和 double 都是非精準的浮點數類型,而 decimal 是精準的浮點數類型。所以一般在設計用戶餘額,商品價格等金融類字段一般都是使用 decimal 類型,可以精確到分。
但是在海量互聯網業務的設計標準中,並不推薦用 DECIMAL 類型,而是更推薦將 DECIMAL 轉化為整型類型。 也就是說,金融類型更推薦使用用分單位存儲,而不是用元單位存儲。如1元在數據庫中用整型類型 100 存儲。
下面是 bigint 類型的優點:
- decimal 是通過二進制實現的一種編碼方式,計算效率不如 bigint
- 使用 bigint 的話,字段是定長字段,存儲高效,而 decimal 根據定義的寬度決定,在數據設計中,定長存儲性能更好
- 使用 bigint 存儲分為單位的金額,也可以存儲千兆級別的金額,完全夠用
枚舉字段的使用
錯誤的設計規范:避免使用 ENUM 類型
在以前開發項目中,遇到用戶性別,商品是否上架,評論是否隱藏等字段的時候,都是簡單的將字段設計為 tinyint,然後在字段裡備註 0 為什麼狀態,1 為什麼狀態。
這樣設計的問題也比較明顯:
- 表達不清:這個表可能是其他同事設計的,你印象不是特別深的話,每次都需要去看字段註釋,甚至有時候在編碼的時候需要去數據庫確認字段含義
- 臟數據:雖然在應用層可以通過代碼限制插入的數值,但是還是可以通過sql和可視化工具修改值
這種固定選項值的字段,推薦使用 ENUM 枚舉字符串類型,外加 SQL_MODE 的嚴格模式
在MySQL 8.0.16 以後的版本,可以直接使用check約束機制,不需要使用enum枚舉字段類型
而且我們一般在定義枚舉值的時候使用”Y”,”N”等單個字符,並不會占用很多空間。但是如果選項值不固定的情況,隨著業務發展可能會增加,才不推薦使用枚舉字段。
索引個數限制
錯誤的設計規范:限制每張表上的索引數量,一張表的索引不能超過 5 個
MySQL 單表的索引沒有個數限制,業務查詢有具體需要,創建即可,不要迷信個數限制
子查詢的使用
錯誤的設計規范:避免使用子查詢
其實這個規范對老版本的 MySQL 來說是對的,因為之前版本的 MySQL 數據庫對子查詢優化有限,所以很多 OLTP 業務場合下,我們都要求在線業務盡可能不用子查詢。
然而,MySQL 8.0 版本中,子查詢的優化得到大幅提升,所以在新版本的MySQL中可以放心的使用子查詢。
子查詢相比 JOIN 更易於人類理解,比如我們現在想查看2020年沒有發過文章的同學的數量
SELECT COUNT(*) FROM user WHERE id not in ( SELECT user_id from blog where publish_time >= "2020-01-01" AND publish_time <= "2020-12-31" )
可以看到,子查詢的邏輯非常清晰:通過 not IN 查詢文章表的用戶有哪些。
如果用 left join 寫
SELECT count(*) FROM user LEFT JOIN blog ON user.id = blog.user_id and blog.publish_time >= "2020-01-01" and blog.publish_time <= "2020-12-31" where blog.user_id is NULL;
可以發現,雖然 LEFT JOIN 也能完成上述需求,但不容易理解。
我們使用 explain查看兩條 sql 的執行計劃,發現都是一樣的
通過上圖可以很明顯看到,不論是子查詢還是 LEFT JOIN,最終都被轉換成瞭left hash Join,所以上述兩條 SQL 的執行時間是一樣的。即,在 MySQL 8.0 中,優化器會自動地將 IN 子查詢優化,優化為最佳的 JOIN 執行計劃,這樣一來,會顯著的提升性能。
總結
閱讀完前面的內容相信大傢對 MySQL 已經有瞭新的認知,這些常見的錯誤可以總結為以下幾點:
- UUID 也可以當主鍵,自增 UUID 比自增主鍵性能更好,多占用的空間也可忽略不計
- 金融字段除瞭 decimal,也可以試試 bigint,存儲分為單位的數據
- 對於固定選項值的字段,MySQL8 以前推薦使用枚舉字段,MySQL8 以後使用check函數約束,不要使用 0,1,2 表示
- 一張表的索引個數並沒有限制不能超過5個,可以根據業務情況添加和刪除
- MySQL8 對子查詢有瞭優化,可以放心使用。
到此這篇關於MySQL 那些常見的錯誤設計規范的文章就介紹到這瞭,更多相關MySQL 錯誤設計規范內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!
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