數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及原則
Author: Chancey 
 
在目前的企業(yè)信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫還是最佳的數(shù)據(jù)存儲方式，雖然已經(jīng)有很多的書籍在指導(dǎo)我們進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，但應(yīng)該那種方式是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)的最好方法、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵從什么樣的原則、四個(gè)范式如何能夠用一種方式達(dá)到順暢的應(yīng)用等是我一直在思考和總結(jié)的問題，下文是我針對這幾個(gè)問題根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)歷準(zhǔn)備總結(jié)的一篇文章的提綱，歡迎大家一塊進(jìn)行探討，集思廣益。其中提到了領(lǐng)域建模的概念，但未作詳細(xì)解釋，希望以后能夠有時(shí)間我們針對這個(gè)命題進(jìn)行深入探討。

1)不應(yīng)該針對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，而應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)中的組件劃分，針對每個(gè)組件所處理的業(yè)務(wù)進(jìn)行組件單元的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；不同組件間所對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表之間的關(guān)聯(lián)應(yīng)盡可能減少，如果不同組件間的表需要外鍵關(guān)聯(lián)也盡量不要?jiǎng)?chuàng)建外鍵關(guān)聯(lián)，而只是記錄關(guān)聯(lián)表的一個(gè)主鍵，確保組件對應(yīng)的表之間的獨(dú)立性，為系統(tǒng)或表結(jié)構(gòu)的重構(gòu)提供可能性。

2)采用領(lǐng)域模型驅(qū)動(dòng)的方式和自頂向下的思路進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，首先分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)，根據(jù)職責(zé)定義對象。對象要符合封裝的特性，確保與職責(zé)相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)被定義在一個(gè)對象之內(nèi)，這些數(shù)據(jù)項(xiàng)能夠完整描述該職責(zé)，不會出現(xiàn)職責(zé)描述缺失。并且一個(gè)對象有且只有一項(xiàng)職責(zé)，如果一個(gè)對象要負(fù)責(zé)兩個(gè)或兩個(gè)以上的職責(zé)，應(yīng)進(jìn)行分拆。

3)根據(jù)建立的領(lǐng)域模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫表的映射，此時(shí)應(yīng)參考數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)第二范式：一個(gè)表中的所有非關(guān)鍵字屬性都依賴于整個(gè)關(guān)鍵字。關(guān)鍵字可以是一個(gè)屬性，也可以是多個(gè)屬性的集合，不論那種方式，都應(yīng)確保關(guān)鍵字能夠保證唯一性。在確定關(guān)鍵字時(shí)，應(yīng)保證關(guān)鍵字不會參與業(yè)務(wù)且不會出現(xiàn)更新異常，這時(shí)，最優(yōu)解決方案為采用一個(gè)自增數(shù)值型屬性或一個(gè)隨機(jī)字符串作為表的關(guān)鍵字。

4)由于第一點(diǎn)所述的領(lǐng)域模型驅(qū)動(dòng)的方式設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，領(lǐng)域模型中的每一個(gè)對象只有一項(xiàng)職責(zé)，所以對象中的數(shù)據(jù)項(xiàng)不存在傳遞依賴，所以，這種思路的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從一開始即滿足第三范式：一個(gè)表應(yīng)滿足第二范式，且屬性間不存在傳遞依賴。

5)同樣，由于對象職責(zé)的單一性以及對象之間的關(guān)系反映的是業(yè)務(wù)邏輯之間的關(guān)系，所以在領(lǐng)域模型中的對象存在主對象和從對象之分，從對象是從1－N或N－N的角度進(jìn)一步主對象的業(yè)務(wù)邏輯，所以從對象及對象關(guān)系映射為的表及表關(guān)聯(lián)關(guān)系不存在刪除和插入異常。

6)在映射后得出的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)中，應(yīng)再根據(jù)第四范式進(jìn)行進(jìn)一步修改，確保不存在多值依賴。這時(shí)，應(yīng)根據(jù)反向工程的思路反饋給領(lǐng)域模型。如果表結(jié)構(gòu)中存在多值依賴，則證明領(lǐng)域模型中的對象具有至少兩個(gè)以上的職責(zé)，應(yīng)根據(jù)第一條進(jìn)行設(shè)計(jì)修正。第四范式：一個(gè)表如果滿足BCNF，不應(yīng)存在多值依賴。

7)在經(jīng)過分析后確認(rèn)所有的表都滿足二、三、四范式的情況下，表和表之間的關(guān)聯(lián)盡量采用弱關(guān)聯(lián)以便于對表字段和表結(jié)構(gòu)的調(diào)整和重構(gòu)。并且，我認(rèn)為數(shù)據(jù)庫中的表是用來持久化一個(gè)對象實(shí)例在特定時(shí)間及特定條件下的狀態(tài)的，只是一個(gè)存儲介質(zhì)，所以，表和表之間也不應(yīng)用強(qiáng)關(guān)聯(lián)來表述業(yè)務(wù)（數(shù)據(jù)間的一致性），這一職責(zé)應(yīng)由系統(tǒng)的邏輯層來保證，這種方式也確保了系統(tǒng)對于不正確數(shù)據(jù)（臟數(shù)據(jù)）的兼容性。當(dāng)然，從整個(gè)系統(tǒng)的角度來說我們還是要盡最大努力確保系統(tǒng)不會產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)，單從另一個(gè)角度來說，臟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生在一定程度上也是不可避免的，我們也要保證系統(tǒng)對這種情況的容錯(cuò)性。這是一個(gè)折中的方案。

8)應(yīng)針對所有表的主鍵和外鍵建立索引，有針對性的（針對一些大數(shù)據(jù)量和常用檢索方式）建立組合屬性的索引，提高檢索效率。雖然建立索引會消耗部分系統(tǒng)資源，但比較起在檢索時(shí)搜索整張表中的數(shù)據(jù)尤其時(shí)表中的數(shù)據(jù)量較大時(shí)所帶來的性能影響，以及無索引時(shí)的排序操作所帶來的性能影響，這種方式仍然是值得提倡的。

9)盡量少采用存儲過程，目前已經(jīng)有很多技術(shù)可以替代存儲過程的功能如“對象/關(guān)系映射”等，將數(shù)據(jù)一致性的保證放在數(shù)據(jù)庫中，無論對于版本控制、開發(fā)和部署、以及數(shù)據(jù)庫的遷移都會帶來很大的影響。但不可否認(rèn)，存儲過程具有性能上的優(yōu)勢，所以，當(dāng)系統(tǒng)可使用的硬件不會得到提升而性能又是非常重要的質(zhì)量屬性時(shí)，可經(jīng)過平衡考慮選用存儲過程。

10)當(dāng)處理表間的關(guān)聯(lián)約束所付出的代價(jià)（常常是使用性上的代價(jià)）超過了保證不會出現(xiàn)修改、刪除、更改異常所付出的代價(jià)，并且數(shù)據(jù)冗余也不是主要的問題時(shí)，表設(shè)計(jì)可以不符合四個(gè)范式。四個(gè)范式確保了不會出現(xiàn)異常，但也可能由此導(dǎo)致過于純潔的設(shè)計(jì)，使得表結(jié)構(gòu)難于使用，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行綜合判斷，但首先確保符合四個(gè)范式，然后再進(jìn)行精化修正是剛剛進(jìn)入數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)領(lǐng)域時(shí)可以采用的最好辦法。

11)設(shè)計(jì)出的表要具有較好的使用性，主要體現(xiàn)在查詢時(shí)是否需要關(guān)聯(lián)多張表且還需使用復(fù)雜的SQL技巧。

12)設(shè)計(jì)出的表要盡可能減少數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效的控制冗余有助于提高數(shù)據(jù)庫的性能。