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数据库表结构设计，常见的数据库管理系统

生活经验知识分享

一、数据场景 1、表结构简介 任何工具类的东西都是为了解决某个场景下的问题，比如Redis缓存系统热点数据，ClickHouse解决海量数据的实时分析，MySQL关系型数据库存储结构化数据 。数据的存储则需要设计对应的表结构 ， 清楚的表结构，有助于快速开发业务，和理解系统 。表结构的设计通常从下面几个方面考虑：业务场景、设计规范、表结构、字段属性、数据管理 。
2、用户场景 例如存储用户基础信息数据，通常都会下面几个相关表结构：用户信息表、单点登录表、状态管理表、支付账户表等 。

  • 用户信息表
存储用户三要素相关信息：姓名，手机号，身份证，登录密码，邮箱等 。
CREATE TABLE `ms_user_center` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',`user_name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用户名',`real_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '真实姓名',`pass_word` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密码',`phone` varchar(20) NOT NULL COMMENT '手机号',`email` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',`head_url` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用户头像URL',`card_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '身份证号',`user_sex` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '用户性别:0-女,1-男',`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',`state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用',PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';
  • 单点登录表
用意是在多个业务系统中 ， 用户登录一次就可以访问所有相互信任的业务子系统，是聚合业务平台常用的解决方案 。
CREATE TABLE `ms_user_sso` (`user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID',`sso_id` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点信息编号ID',`sso_code` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点登录码,唯一核心标识',`log_ip` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '登录IP地址',`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',`state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用',PRIMARY KEY (`user_id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户单点登录表';
  • 状态管理表
系统用户在使用时候可能出现多个状态，例如账户冻结、密码锁定等，把状态聚合到一起，可以更加方便的管理和验证 。
CREATE TABLE `ms_user_status` (`user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID',`account_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '账户状态：0-冻结,1-未冻结',`real_name_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '实名认证状态：0-未实名,1-已实名',`pay_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '支付密码是否设置：0-未设置,1-设置',`wallet_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '钱包密码是否设置：0-未设置,1-设置',`wallet_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '钱包是否冻结:0-冻结,1-未冻结',`email_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮箱状态:0-未激活,1-激活',`message_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '短信提醒开启：0-未开启,1-开启',`letter_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '站内信提醒开启：0-未开启,1-开启',`emailmsg_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮件提醒开启：0-未开启,1-开启',`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',`state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用',PRIMARY KEY (`user_id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户状态表';
  • 支付账户表
用户交易的核心表，存储用户相关的账户资金信息 。
CREATE TABLE `ms_user_wallet` (`wallet_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '钱包ID',`user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID',`wallet_pwd` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '钱包密码',`total_account` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '账户总额',`usable_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '可用余额',`freeze_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '冻结金额',`freeze_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '冻结时间',`thaw_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '解冻时间',`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',`state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用',PRIMARY KEY (`wallet_id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户钱包'; 二、设计规范 1、涉及模块 通过上面几个表设计的案例 ， 可以看到表设计关联到数据库的各个方面知识：数据类型，索引，编码 ， 存储引擎等 。表设计是一个很大的命题，不过也遵循一个基本规范：三范式 。
2、三范式
  • 基础概念
一范式
【数据库表结构设计，常见的数据库管理系统】表的列的具有原子性,不可再分解 ， 即列的信息 ， 不能分解,关系型数据库MySQL、Oracle等自动的满足 。
二范式
每个事实的数据记录只会出现一次, 不会冗余, 通常设计一个主键来实现 。
三范式
要求一个表中不包含已经存在于其它表的非主键信息，例如部门和员工的信息，员工表包含部门表的主键ID，则可以关联获取相关信息 ， 没必要在员工表保存相关信息 。
  • 优缺点对比
范式化设计
范式化结构设计通常更新快 ， 因为冗余数据较少，表结构轻巧，也更好的写入内存中 。但是查询起来涉及到关联，代价非常高，非常损耗查询性能 。
反范式化设计
所有的数据都在一张表中，避免关联查询 ， 索引的有效性更高 ， 但是数据的冗余性极高 。
  • 建议结论
上述的两种设计方式在实际开发中都是不存在的，在实际开发中都是混合使用 。比如汇总统计，缓存数据，都会基于反范式化的设计 。
三、字段属性 合适的字段类型对于高性能来说非常重要 ， 基本原则如下：简单的类型占用资源更少；在可以正确存储数据的情况下，选最小的数据类型 。
1、数据类型选择
  • 整数类型
TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT，根据数据类型范围合理选择即可 。
  • 实数类型
FLOAT、DOUBLE、DECIMAL，建议资金货币相关类型使用高精度DECIMAL存储，或者把数据成倍扩大为整数，采用BIGINT存储，不过处理相对麻烦 。
  • 字符类型
CHAR、VARCHAR，长度不确定建议采用VARCHAR存储 ， 不过VARCHAR类型需要额外开销记录字符串长度 。CHAR适合存储短字符，或者定长字符串，例如MD5的加密结构 。
  • 时间类型
DATETIME、TIMESTAMP，DATETIME保存大范围的值 ， 精度秒 。TIMESTAMP以时间戳的格式 ， 范围相对较小，效率也相对较高，所以通常情况建议使用 。
MySQL的字段类型有很多种，可以根据数据特性选择合适的，这里只描述常见的几种类型 。
2、基础用法操作
  • 数据类型
修改字段类型
ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state CHAR(1) DEFAULT '0' ;ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state INT(1) DEFAULT '1' COMMENT '状态：0不可用,1可用'; 修改名称位置
ALTER TABLE ms_user_sso CHANGE log_ip login_ip VARCHAR(32) AFTER update_time ;
  • 索引使用
索引类型：主键索引，普通索引，唯一索引，组合索引，全文索引 。这里演示普通索引的操作 。MySQL的核心模块，后续详说 。
添加索引
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD INDEX user_id_index(user_id) ;CREATE INDEX state_index ON ms_user_wallet(state) ;
查看索引
SHOW INDEX FROM ms_user_wallet;
删除索引
DROP INDEX state_index ON ms_user_wallet ;
修改索引
不具有真正意义上的修改，可以把原有的索引删除之后，再次添加索引 。
  • 外键关联
用处：外键关联的作用保证多个数据表的数据一致性和完整性，建表时先有主表，后有从表；删除数据表，需要先删从表，再删主表 。复杂场景不建议使用 ， 实际开发中用的也不多 。
添加外键
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD CONSTRAINT user_id_out_key FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES ms_user_center(id) ;
删除外键
ALTER TABLE ms_user_wallet DROP FOREIGN KEY user_id_out_key ; 四、表结构管理 1、查看结构 DESC ms_user_status ;SHOW CREATE TABLE ms_user_status ; 2、字段结构
  • 添加字段
ALTER TABLE ms_user_status ADD `delete_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '删除时间' ;
  • 删除字段
ALTER TABLE ms_user_status DROP COLUMN delete_time ; 3、修改表名 ALTER TABLE ms_user_center RENAME ms_user_info ; 4、存储引擎
  • 存储引擎
SELECT VERSION() ; SHOW ENGINES ; MySQL 5.6 支持的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory、Archive、CSV、BLACKHOLE等 。一般默认使用InnoDB，支持事务管理 。该模块MySQL核心，后续详解 。
  • 修改引擎
数据量大的场景下，存储引擎修改是一个难度极大的操作，容易会导致表的特性变动 ， 引起各种后续反应，后续会详说 。
ALTER TABLE ms_user_sso ENGINE = MyISAM ; 5、修改编码 表字符集默认使用utf8，通用，无乱码风险 ， 汉字3字节，英文1字节，utf8mb4是utf8的超集，有存储4字节例如表情符号时使用 。
  • 查看编码
SHOW VARIABLES LIKE 'character%';
  • 修改编码
ALTER TABLE ms_user_sso DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4; 五、数据管理 1、增删改查
添加数据
INSERT INTO ms_user_sso ( user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state)VALUES ('1','SSO7637267','SSO78631273612','2019-12-24 11:56:57','2019-12-24 11:57:01','127.0.0.1','1' );
更新数据
UPDATE ms_user_sso SETuser_id = '1',sso_id = 'SSO20191224',sso_code = 'SSO20191224', create_time = '2019-11-24 11:56:57',update_time = '2019-11-24 11:57:01', login_ip = '127.0.0.1',state = '1'WHERE user_id = '1';
查询数据
一般情况下都是禁止使用 select* 操作 。
SELECT user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state FROM ms_user_sso WHERE user_id = '1';
删除数据
DELETE FROM ms_user_sso WHERE user_id = '2' ; 不带where条件，就是删除全部数据 。原则上不允许该操作 ， 优化篇会详解 。TRUNCATE TABLE也是清空表数据，但是占用的资源相对较少 。
2、数据安全
  • 不可逆加密
这类加密算法，多用来做数据验证操作，比如常见的密码验证 。
SELECT MD5('cicada')='94454b1241ad2cfbd0c44efda1b6b6ba' ;SELECT SHA('cicada')='0501746a2e4fd34e1d14015fc4d58309585edc7d';SELECT PASSWORD('smile')='*B4FB95D86DCFC3F33A3852714DC742C77504479D' ;
  • 可逆加密
安全性要求高的系统，需要做三级等保 ， 对数据的安全性极高，数据在存储时必须加密入库，取出时候需要解密，这些就需要可逆加密 。
SELECT DECODE(ENCODE('123456','key_salt'),'key_salt') ;SELECT AES_DECRYPT(AES_ENCRYPT('cicada','salt123'),'salt123'); 上述数据安全的管理，也可以基于应用系统的服务(代码)层进行处理，相对专业的流程是从数据生成源头处理，规避数据传递过程泄露，造成不必要的风险 。

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