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超詳細MySQL使用規範分享

最近涉及資料庫相關操作較多,公司現有規範也不是太全面,就根據網上各路大神的相關規範,整理了一些自用的規範用法,萬望指正。

資料庫環境

dev: 開發環境

開發可讀寫,可修改表結構。開發人員可以修改表結構,可以隨意修改其中的資料但是需要保證不影響其他開發同事。

test: 測試環境

開發可讀寫,開發人員可以通過工具修改表結構。

online: 線上環境

開發人員不允許直接在線上環境進行資料庫操作,如果需要操作必須找DBA進行操作並進行相應記錄,禁止進行壓力測試。

重點的問題,各個環境的mysql伺服器對應的使用者許可權,一定要做到許可權劃分明確,有辨識度,能具體區分業務場景等。

命名規範

基本命名規則

  • 使用有意義的英文詞彙,詞彙中間以下劃線分隔。(不要用拼音)
  • 只能使用英文字母,數字,下劃線,並以英文字母開頭。
  • 庫、表、欄位全部採用小寫,不要使用駝峰式命名。
  • 避免用ORACLE、MySQL的保留字,如desc,關鍵字如index。
  • 命名禁止超過32個字元,須見名之意,建議使用名詞不是動詞
  • 資料庫,資料表一律使用字首
  • 臨時庫、表名必須以tmp為字首,並以日期為字尾
  • 備份庫、表必須以bak為字首,並以日期為字尾

為什麼庫、表、欄位全部採用小寫?

在 MySQL 中,資料庫和表對就於那些目錄下的目錄和檔案。因而,作業系統的敏感性決定資料庫和表命名的大小寫敏感。

  • Windows下是不區分大小寫的。
  • Linux下大小寫規則
  • 資料庫名與表名是嚴格區分大小寫的;
  • 表的別名是嚴格區分大小寫的;
  • 列名與列的別名在所有的情況下均是忽略大小寫的;
  • 變數名也是嚴格區分大小寫的;
  • 如果已經設定了駝峰式的命名如何解決?需要在MySQL的配置檔案my.ini中增加 lower_case_table_names = 1即可。

表命名

同一個模組的表儘可能使用相同的字首,表名稱儘可能表達含義。所有日誌表均以 log_ 開頭

欄位命名

  • 表達其實際含義的英文單詞或簡寫。布林意義的欄位以is_作為字首,後接動詞過去分詞。
  • 各表之間相同意義的欄位應同名。各表之間相同意義的欄位,以去掉模組字首的表名_欄位名命名。
  • 外來鍵欄位用表名_欄位名錶示其關聯關係。
  • 表的主鍵一般都約定成為id,自增型別,是別的表的外來鍵均使用xxx_id的方式來表明。

索引命名

  • 非唯一索引必須按照“idx_欄位名稱_欄位名稱[_欄位名]”進行命名
  • 唯一索引必須按照“uniq_欄位名稱_欄位名稱[_欄位名]”進行命名

約束命名

  • 主鍵約束:pk_表名稱。
  • 唯一約束:uk_表名稱_欄位名。(應用中需要同時有唯一性檢查邏輯。)

表設計規範

表引擎取決於實際應用場景;日誌及報表類表建議用myisam,與交易,稽核,金額相關的表建議用innodb引擎。如無說明,建表時一律採用innodb引擎

預設使用utf8mb4字符集,資料庫排序規則使用utf8mb4_general_ci,(由於資料庫定義使用了預設,資料表可以不再定義,但為保險起見,建議都寫上

為什麼字符集不選擇utf8,排序規則不使用utf8_general_ci

採用utf8編碼的MySQL無法儲存佔位是4個位元組的Emoji表情。為了使後端的專案,全面支援客戶端輸入的Emoji表情,升級編碼為utf8mb4是最佳解決方案。對於JDBC連線串設定了characterEncoding為utf8或者做了上述配置仍舊無法正常插入emoji資料的情況,需要在程式碼中指定連線的字符集為utf8mb4。

所有表、欄位均應用 comment 列屬性來描述此表、欄位所代表的真正含義,如列舉值則建議將該欄位中使用的內容都定義出來。

如無說明,表中的第一個id欄位一定是主鍵且為自動增長,禁止在非事務內作為上下文作為條件進行資料傳遞。禁止使用varchar型別作為主鍵語句設計。

如無說明,表必須包含create_time和modify_time欄位,即表必須包含記錄建立時間和修改時間的欄位

如無說明,表必須包含is_del,用來標示資料是否被刪除,原則上資料庫資料不允許物理刪除。

  • 用盡量少的儲存空間來存數一個欄位的資料
  • 能用int的就不用char或者varchar
  • 能用tinyint的就不用int
  • 使用UNSIGNED儲存非負數值。
  • 不建議使用ENUM、SET型別,使用TINYINT來代替
  • 使用短資料型別,比如取值範圍為0-80時,使用TINYINT UNSIGNED
  • 儲存精確浮點數必須使用DECIMAL替代FLOAT和DOUBLE
  • 時間欄位,除特殊情況一律採用int來記錄unix_timestamp
  • 儲存年使用YEAR型別。
  • 儲存日期使用DATE型別。
  • 儲存時間(精確到秒)建議使用TIMESTAMP型別,因為TIMESTAMP使用4位元組,DATETIME使用8個位元組。
  • 建議使用INT UNSIGNED儲存IPV4。
  • 儘可能不使用TEXT、BLOB型別
  • 禁止在資料庫中使用VARBINARY、BLOB儲存圖片、檔案等。建議使用其他方式儲存(TFS/SFS),MySQL只儲存指標資訊。
  • 單條記錄大小禁止超過8k(列長度(中文)_3(UTF8)+列長度(英文)_1)

datetime與timestamp有什麼不同?

相同點:

TIMESTAMP列的顯示格式與DATETIME列相同。顯示寬度固定在19字元,並且格式為YYYY-MM-DD HH:MM:SS。

不同點:

TIMESTAMP

  • 4個位元組儲存,時間範圍:1970-01-01 08:00:01 ~ 2038-01-19 11:14:07值以UTC格式儲存,涉及時區轉化 ,儲存時對當前的時區進行轉換,檢索時再轉換回當前的時區。
  • datetime8個位元組儲存,時間範圍:1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59
  • 實際格式儲存,與時區無關

如何使用TIMESTAMP的自動賦值屬性?

將當前時間作為ts的預設值:ts TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP。當行更新時,更新ts的值:ts TIMESTAMP DEFAULT 0 ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP。

可以將1和2結合起來:ts TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP。

如何使用INT UNSIGNED儲存ip?

使用INT UNSIGNED而不是char(15)來儲存ipv4地址,通過MySQL函式inet_ntoa和inet_aton來進行轉化。Ipv6地址目前沒有轉化函式,需要使用DECIMAL或者兩個bigINT來儲存。

  • 如無備註,所有欄位都設定NOT NULL,並設定預設值;
  • 禁止在資料庫中儲存明文密碼
  • 如無備註,所有的布林值欄位,如is_hot、is_deleted,都必須設定一個預設值,並設為0;
  • 如無備註,排序欄位order_id在程式中預設使用降序排列;
  • 整形定義中不新增長度,比如使用INT,而不是INT[4]

INT[M],M值代表什麼含義?

注意數值型別括號後面的數字只是表示寬度而跟儲存範圍沒有關係。很多人他們認為INT(4)和INT(10)其取值範圍分別是 (-9999到9999)和(-9999999999到9999999999),這種理解是錯誤的。其實對整型中的 M值與 ZEROFILL 屬性結合使用時可以實現列值等寬。不管INT[M]中M值是多少,其取值範圍還是 (-2147483648到2147483647 有符號時),(0到4294967295無符號時)。

顯示寬度並不限制可以在列內儲存的值的範圍,也不限制超過列的指定寬度的值的顯示。當結合可選擴充套件屬性ZEROFILL使用時預設補充的空格用零代替。例如:對於宣告為INT(5) ZEROFILL的列,值4檢索為00004。請注意如果在整數列儲存超過顯示寬度的一個值,當MySQL為複雜聯接生成臨時表時會遇到問題,因為在這些情況下MySQL相信資料適合原列寬度,如果為一個數值列指定ZEROFILL,MySQL自動為該列新增UNSIGNED屬性。

使用VARBINARY儲存大小寫敏感的變長字串

什麼時候用CHAR,什麼時候用VARCHAR?

CHAR和VARCHAR型別類似,但它們儲存和檢索的方式不同。它們的最大長度和是否尾部空格被保留等方面也不同。CHAR和VARCHAR型別宣告的長度表示你想要儲存的最大字元數。例如,CHAR(30)可以佔用30個字元。

CHAR列的長度固定為建立表時宣告的長度。長度可以為從0到255的任何值。當儲存CHAR值時,在它們的右邊填充空格以達到指定的長度。當檢索到CHAR值時,尾部的空格被刪除掉。在儲存或檢索過程中不進行大小寫轉換。

VARCHAR列中的值為可變長字串。長度可以指定為0到65,535之間的值。(VARCHAR的最大有效長度由最大行大小和使用的字符集確定。整體最大長度是65,532位元組)。同CHAR對比,VARCHAR值儲存時只儲存需要的字元數,另加一個位元組來記錄長度(如果列宣告的長度超過255,則使用兩個位元組)。VARCHAR值儲存時不進行填充。當值儲存和檢索時尾部的空格仍保留,符合標準SQL。

char適合儲存使用者密碼的MD5雜湊值,它的長度總是一樣的。對於經常改變的值,char也好於varchar,因為固定長度的行不容易產生碎片,對於很短的列,char的效率也高於varchar。char(1)字串對於單位元組字符集只會佔用一個位元組,但是varchar(1)則會佔用2個位元組,因為1個位元組用來儲存長度資訊。

索引設計規範

MySQL的查詢速度依賴良好的索引設計,因此索引對於高效能至關重要。合理的索引會加快查詢速度(包括UPDATE和DELETE的速度,MySQL會將包含該行的page載入到記憶體中,然後進行UPDATE或者DELETE操作),不合理的索引會降低速度。MySQL索引查詢類似於新華字典的拼音和部首查詢,當拼音和部首索引不存在時,只能通過一頁一頁的翻頁來查詢。當MySQL查詢不能使用索引時,MySQL會進行全表掃描,會消耗大量的IO。索引的用途:去重、加速定位、避免排序、覆蓋索引。

什麼是覆蓋索引

InnoDB儲存引擎中,secondary index(非主鍵索引)中沒有直接儲存行地址,儲存主鍵值。如果使用者需要查詢secondary index中所不包含的資料列時,需要先通過secondary index查詢到主鍵值,然後再通過主鍵查詢到其他資料列,因此需要查詢兩次。覆蓋索引的概念就是查詢可以通過在一個索引中完成,覆蓋索引效率會比較高,主鍵查詢是天然的覆蓋索引。合理的建立索引以及合理的使用查詢語句,當使用到覆蓋索引時可以獲得性能提升。比如SELECT email,uid FROM user_email WHERE uid=xx,如果uid不是主鍵,適當時候可以將索引新增為index(uid,email),以獲得性能提升。

索引的基本規範

  • 索引數量控制,單張表中索引數量不超過5個,單個索引中的欄位數不超過5個。
  • 綜合評估資料密度和分佈
  • 考慮查詢和更新比例

為什麼一張表中不能存在過多的索引?

InnoDB的secondary index使用b+tree來儲存,因此在UPDATE、DELETE、INSERT的時候需要對b+tree進行調整,過多的索引會減慢更新的速度。

對字串使用字首索引,字首索引長度不超過8個字元,建議優先考慮字首索引,必要時可新增偽列並建立索引。

不要索引blob/text等欄位,不要索引大型欄位,這樣做會讓索引佔用太多的儲存空間

什麼是字首索引?

字首索引說白了就是對文字的前幾個字元(具體是幾個字元在建立索引時指定)建立索引,這樣建立起來的索引更小,所以查詢更快。字首索引能有效減小索引檔案的大小,提高索引的速度。但是字首索引也有它的壞處:MySQL 不能在 ORDER BY 或 GROUP BY 中使用字首索引,也不能把它們用作覆蓋索引(Covering Index)。

建立字首索引的語法:ALTER TABLE table_name ADD KEY(column_name(prefix_length));

主鍵準則

  • 表必須有主鍵
  • 不使用更新頻繁的列
  • 儘量不選擇字串列
  • 不使用UUID MD5 HASH
  • 預設使用非空的唯一鍵
  • 建議選擇自增或發號器

重要的SQL必須被索引,核心SQL優先考慮覆蓋索索引

  • UPDATE、DELETE語句的WHERE條件列
  • ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT的欄位
  • 多表JOIN的欄位

區分度最大的欄位放在前面

  • 選擇篩選性更優的欄位放在最前面,比如單號、userid等,type,status等篩選性一般不建議放在最前面
  • 索引根據左字首原則,當建立一個聯合索引(a,b,c),則查詢條件裡面只有包含(a)或(a,b)或(a,c)的時候才能走索引,(a,c)作為條件的時候只能使用到a列索引,所以這個時候要確定a的返回列一定不能太多,不然語句設計就不合理,(b,c)則不能走索引
  • 合理建立聯合索引(避免冗餘),(a,c) 相當於 (a) 、(a,b) 、(a,c)

索引禁忌

  • 不在低基數列上建立索引,例如“性別”
  • 不在索引列進行數學運算和函式運算
  • 不要索引常用的小型表
  • 儘量不使用外來鍵
  • 外來鍵用來保護參照完整性,可在業務端實現
  • 對父表和子表的操作會相互影響,降低可用性
  • INNODB本身對online DDL的限制

MYSQL 中索引的限制

MYISAM 儲存引擎索引長度的總和不能超過 1000 位元組
BLOB 和 TEXT 型別的列只能建立字首索引
MYSQL 目前不支援函式索引
使用不等於 (!= 或者 <>) 的時候,MYSQL 無法使用索引。
過濾欄位使用函式運算 (如 abs (column)) 後,MYSQL無法使用索引。
join語句中join條件欄位型別不一致的時候MYSQL無法使用索引
使用 LIKE 操作的時候如果條件以萬用字元開始 (如 ‘%abc…')時,MYSQL無法使用索引。
使用非等值查詢的時候,MYSQL 無法使用 Hash 索引。

語句設計規範

使用預編譯語句

  • 只傳引數,比傳遞SQL語句更高效
  • 一次解析,多次使用
  • 降低SQL注入概率

避免隱式轉換

會導致索引失效

充分利用字首索引

  • 必須是最左字首
  • 不可能同時用到兩個範圍條件
  • 不使用%前導的查詢,如like “%ab”

不使用負向查詢,如not in/like

  • 無法使用索引,導致全表掃描
  • 全表掃描導致buffer pool利用率降低

避免使用儲存過程、觸發器、UDF、events等

  • 讓資料庫做最擅長的事
  • 降低業務耦合度,為sacle out、sharding留有餘地
  • 避開BUG

避免使用大表的JOIN

MySQL最擅長的是單表的主鍵/二級索引查詢
JOIN消耗較多記憶體,產生臨時表

避免在資料庫中進行數學運算

  • MySQL不擅長數學運算和邏輯判斷
  • 無法使用索引

減少與資料庫的互動次數

  • INSERT … ON DUPLICATE KEY UPDATE
  • REPLACE INTO、INSERT IGNORE 、INSERT INTO VALUES(),(),()
  • UPDATE … WHERE ID IN(10,20,50,…)

合理的使用分頁

限制分頁展示的頁數只能點選上一頁、下一頁採用延遲關聯

如何正確的使用分頁?

假如有類似下面分頁語句:SELECT * FROM table ORDER BY id LIMIT 10000,10由於MySQL裡對LIMIT OFFSET的處理方式是取出OFFSET+LIMIT的所有資料,然後去掉OFFSET,返回底部的LIMIT。所以,在OFFSET數值較大時,MySQL的查詢效能會非常低。可以使用id > n 的方式進行解決:

使用id > n 的方式有侷限性,對於id不連續的問題,可以通過翻頁的時候同時傳入最後一個id方式來解決。

http://example.com/page.php?last=100 
select * from table where id<100 order by id desc limit 10 
//上一頁 
 http://example.com/page.php?first=110 
select * from table where id>110 order by id desc limit 10 

這種方式比較大的缺點是,如果在瀏覽中有插入/刪除操作,翻頁不會更新,而總頁數可能仍然是根據新的count(*) 來計算,最終可能會產生某些記錄訪問不到。為了修補這個問題,可以繼續引入當前頁碼以及在上次翻頁以後是否有插入/刪除等影響總記錄數的操作並進行快取

select * from table where id >= (select id from table order by id limit #offset#,1) 
  • 拒絕大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的值不超過1000個
  • 禁止使用order by rand()
  • 使用EXPLAIN診斷,避免生成臨時表

EXPLAIN語句(在MySQL客戶端中執行)可以獲得MySQL如何執行SELECT語句的資訊。通過對SELECT語句執行EXPLAIN,可以知曉MySQL執行該SELECT語句時是否使用了索引、全表掃描、臨時表、排序等資訊。儘量避免MySQL進行全表掃描、使用臨時表、排序等。詳見官方文件。

用union all而不是union

union all與 union有什麼區別?

union和union all關鍵字都是將兩個結果集合併為一個,但這兩者從使用和效率上來說都有所不同。

union在進行錶鏈接後會篩選掉重複的記錄,所以在錶鏈接後會對所產生的結果集進行排序運算,刪除重複的記錄再返回結果。如:

select * from test_union1 
union select * from test_union2 

這個SQL在執行時先取出兩個表的結果,再用排序空間進行排序刪除重複的記錄,最後返回結果集,如果表資料量大的話可能會導致用磁碟進行排序。

而union all只是簡單的將兩個結果合併後就返回。這樣,如果返回的兩個結果集中有重複的資料,那麼返回的結果集就會包含重複的資料了。

從效率上說,union all要比union快很多,所以,如果可以確認合併的兩個結果集中不包含重複的資料的話,那麼就使用union all,如下:

select * from test_union1 union all select * from test_union2 
  • 程式應有捕獲SQL異常的處理機制
  • 禁止單條SQL語句同時更新多個表
  • 不使用select * ,SELECT語句只獲取需要的欄位
  • 消耗CPU和IO、消耗網路頻寬
  • 無法使用覆蓋索引
  • 減少表結構變更帶來的影響
  • 因為大,select/join 可能生成臨時表
  • UPDATE、DELETE語句不使用LIMIT
  • INSERT語句必須顯式的指明欄位名稱,不使用INSERT INTO table()
  • INSERT語句使用batch提交(INSERT INTO table VALUES(),()……),values的個數不超過500
  • 統計表中記錄數時使用COUNT(*),而不是COUNT(primary_key)和COUNT(1) 備註:僅針對Myisam
  • 資料更新建議使用二級索引先查詢出主鍵,再根據主鍵進行資料更新
  • 禁止使用跨庫查詢
  • 禁止使用子查詢,建議將子查詢轉換成關聯查詢
  • 針對varchar型別欄位的程式處理,請驗證使用者輸入,不要超出其預設的長度;

分表規範

單表一到兩年內資料量超過500w或資料容量超過10G考慮分表,需提前考慮歷史資料遷移或應用自行刪除歷史資料,採用等量均衡分表或根據業務規則分表均可。要分表的資料表必須與DBA商量分表策略

  • 用HASH進行散表,表名字尾使用十進位制數,下標從0開始
  • 按日期時間分表需符合YYYY[MM][dd][HH]格式
  • 採用合適的分庫分表策略。例如千庫十表、十庫百表等
  • 禁止使用分割槽表,分割槽表對分割槽鍵有嚴格要,分割槽表在表變大後執行DDL、SHARDING、單表恢復等都變得更加困難。
  • 拆分大欄位和訪問頻率低的欄位,分離冷熱資料

行為規範

  • 批量匯入、匯出資料必須提前通知DBA協助觀察
  • 禁止在線上從庫執行後臺管理和統計類查詢
  • 禁止有super許可權的應用程式賬號存在
  • 產品出現非資料庫導致的故障時及時通知DBA協助排查
  • 推廣活動或上線新功能必須提前通知DBA進行流量評估
  • 資料庫資料丟失,及時聯絡DBA進行恢復
  • 對單表的多次alter操作必須合併為一次操作
  • 不在MySQL資料庫中存放業務邏輯
  • 重大專案的資料庫方案選型和設計必須提前通知DBA參與
  • 對特別重要的庫表,提前與DBA溝通確定維護和備份優先順序
  • 不在業務高峰期批量更新、查詢資料庫其他規範
  • 提交線上建表改表需求,必須詳細註明所有相關SQL語句

其他規範

日誌類資料不建議儲存在MySQL上,優先考慮Hbase或OceanBase,如需要儲存請找DBA評估使用壓縮表儲存。

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