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

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　　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，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，香港服务器，而即便性能真的出现问题，也应该对SQL文进行优化，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。

　　笔者建议全部使用人工键。原因如下：

在设计阶段我们无法预测到代码真正需要的值，所以干脆放弃猜测键，而使用人工键。

人工键复杂处理实体关系，而不负责任何属性描述，这样的设计使得实体关系与实体内容得到高度解耦，这样做的设计思路更加清晰。