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MySQL表設計與優化

2023-04-17 08:39:16 資料庫

影響MySQL查詢性能的因素有很多,我們經常會對查詢陳述句、索引欄位做一些優化,而其實在表設計的階段就可能產生一些問題,對于表設計,可以對表結構進行優化,也可以對表欄位進行優化,以下通過一個具體的案例演示一些常用的表設計優化的方法,

一、業務需求

這里,就以學生-教師-課程業務作為示例,資料庫需要存放學生、教師、課程相關資訊,學生資訊包括學號、姓名、性別、專業、年級、班級等;教師資訊包括教師編號、姓名、入職時間等;課程表包括課程id、課程名稱、課程概述、課時安排等資訊,

根據需求,學生可以選修多門課程,具有一對多關系;教師也可以任教多門課程,具有一對多關系,所以,還需要建立對應的中間表,

二、初始構建

通過以上需求分析,可以構建出如下的關系圖:

圖片替換文本

在上圖可以看出,表中欄位已經滿足了各個物體的需求,中間表也體現出了物體之間的對應關系,并且,表設計符合資料庫第三范式

三、表結構優化

1、適度冗余

現在有一個需求,查詢姓名為“張三”的學生選修的每門課程的總成績,在初始構建的表中,需要先通過學生姓名查詢出對應的學生id,再查詢對應的課程和分數,查詢陳述句如下:

-- 查詢姓名為“張三”的學生選修的每門課程的總成績
select s.name, c.name, c.total_grade 
from (
  select id, name from tb_student where name = '張三'
) s, 
(
  select sc.student_id, c.name, total_grade from tb_course c , tb_student_course sc WHERE c.id = sc.course_id
) c
where s.id = c.student_id;

得到結果:

圖片替換文本

使用Explain分析,可以看到檢索了三張表才得到結果,

圖片替換文本

在實際場景中,我們經常使用學生姓名而不是學生id來進行查詢,所以,可以在學生-課程中間表上添加冗余欄位(學生姓名、課程名稱)來優化查詢,減少join連接查詢,雖然冗余欄位破壞了第三范式,但是從性能角度和使用場景分析,可以提高整體的效率,以下是優化后的學生-課程表:

圖片替換文本

這時,查詢姓名為“張三”的學生選修的每門課程的總成績就不需要多表查詢了,其查詢陳述句如下:

select student_name, course_name, total_grade from tb_student_course where student_name = '張三';

2、大欄位、不常用欄位拆分

在課程表中,有兩個較大的欄位,分別為課程概述和課時計劃,詳細地介紹了課程的一些相關資訊,在實際場景中,我們更經常查詢課程教室、課程時間等資訊,但是,當我們查詢課程教室和課程時間欄位的時候,資料庫并不是只讀取我們需要的欄位,而是讀取整條記錄的欄位,包括了課程概述和課時計劃兩個大欄位,由于大欄位所占的空間比例很大,所以會造成較大的資源浪費,

所以,我們可以將這兩個不常用的大欄位進行拆分,來提高查詢性能,優化后的關系圖如下:

圖片替換文本

四、欄位優化

一般來說,欄位型別要在符號需求的情況下選擇盡量小的型別,

1、數字型別

在學生-課程表中,包含了平時成績、期末成績、總成績的欄位,使用了double型別,保留兩位小數,但對于成績欄位來說,其實并不需要這么大的欄位,可以使用int型別來存放,對于保留兩位小數,可以通過乘以100的固定系數轉換為整數來存放,

2、時間型別

在設計時間型別時,要根據業務需求選用合適的時間型別,如果只需要記錄年份,使用year型別;如果只需要記錄日期YYYY-MM-DD,不需要具體時間,可以使用date型別;如果只需要具體時間hh:mm:ss,不需要日期,可以使用time型別,使用timestamp時,需要注意它的范圍大小是否能滿足需求,

3、字符型別

對于固定長度的欄位,可以使用char型別;對于可變長度欄位,可以使用varchar型別,varchar用于存盤可變長度字串,它比char型別更加節省空間,但是varchar需要使用1個或2個額外位元組記錄字串的長度,

例如,性別欄位,只需要用‘M’和‘F’來表示男、女,這時,可以使用char(1),或者,可以使用tinyint(1)存放,用0表示男、1表示女,

對于身份證號,因為其是固定長度為18位,所以,可以采用char型別,

對于課程名稱、詳情等欄位,它們的長度是不固定的,可以采用varchar型別,

所以,最終優化后的學生-課程-教室關系圖如下:

圖片替換文本

五、總結

以上通過一個具體案例解釋了資料庫的表設計與優化方法,包括表結構優化(如適度冗余、欄位拆分),欄位優化,

如果文中有不完善的地方,歡迎大家討論交流!

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