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數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化二：數(shù)據(jù)庫表優(yōu)化提升性能

 更新時間：2013年01月02日 10:14:56   作者：  
數(shù)據(jù)庫表優(yōu)化包括:設(shè)計規(guī)范化表、消除數(shù)據(jù)冗余、適當(dāng)?shù)娜哂唷⒃黾佑嬎懔?、索引、主鍵和外鍵的必要性等等，需要了解的朋友可以參考下
數(shù)據(jù)庫優(yōu)化包含以下三部分，數(shù)據(jù)庫自身的優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫表優(yōu)化，程序操作優(yōu)化.此文為第二部分 

優(yōu)化①：設(shè)計規(guī)范化表，消除數(shù)據(jù)冗余
數(shù)據(jù)庫范式是確保數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)合理，滿足各種查詢需要、避免數(shù)據(jù)庫操作異常的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方式。滿足范式要求的表，稱為規(guī)范化表，范式產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代初，一般表設(shè)計滿足前三范式就可以，在這里簡單介紹一下前三范式
先給大家看一下百度百科給出的定義：
第一范式（1NF）無重復(fù)的列
所謂第一范式（1NF）是指在關(guān)系模型中，對域添加的一個規(guī)范要求，所有的域都應(yīng)該是原子性的，即數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的原子數(shù)據(jù)項，而不能是集合，數(shù)組，記錄等非原子數(shù)據(jù)項。
第二范式（2NF）屬性
在1NF的基礎(chǔ)上，非碼屬性必須完全依賴于碼[在1NF基礎(chǔ)上消除非主屬性對主碼的部分函數(shù)依賴]
第三范式（3NF）屬性
在1NF基礎(chǔ)上，任何非主屬性不依賴于其它非主屬性[在2NF基礎(chǔ)上消除傳遞依賴]
通俗的給大家解釋一下（可能不是最科學(xué)、最準(zhǔn)確的理解）
第一范式：屬性(字段)的原子性約束，要求屬性具有原子性，不可再分割；
第二范式：記錄的惟一性約束，要求記錄有惟一標(biāo)識，每條記錄需要有一個屬性來做為實體的唯一標(biāo)識。
第三范式：屬性(字段)冗余性的約束，即任何字段不能由其他字段派生出來，在通俗點就是：主鍵沒有直接關(guān)系的數(shù)據(jù)列必須消除(消除的辦法就是再創(chuàng)建一個表來存放他們，當(dāng)然外鍵除外)
如果數(shù)據(jù)庫設(shè)計達到了完全的標(biāo)準(zhǔn)化，則把所有的表通過關(guān)鍵字連接在一起時，不會出現(xiàn)任何數(shù)據(jù)的復(fù)本(repetition)。標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點是明顯的，它避免了數(shù)據(jù)冗余，自然就節(jié)省了空間，也對數(shù)據(jù)的一致性(consistency)提供了根本的保障，杜絕了數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象，同時也提高了效率。
優(yōu)化②：適當(dāng)?shù)娜哂?，增加計算?/STRONG>
數(shù)據(jù)庫設(shè)計的實用原則是：在數(shù)據(jù)冗余和處理速度之間找到合適的平衡點
滿足范式的表一定是規(guī)范化的表，但不一定是最佳的設(shè)計。很多情況下會為了提高數(shù)據(jù)庫的運行效率，常常需要降低范式標(biāo)準(zhǔn)：適當(dāng)增加冗余，達到以空間換時間的目的。比如我們有一個表，產(chǎn)品名稱，單價，庫存量，總價值。這個表是不滿足第三范式的，因為“總價值”可以由“單價”乘以“數(shù)量”得到，說明“金額”是冗余字段。但是，增加“總價值”這個冗余字段，可以提高查詢統(tǒng)計的速度，這就是以空間換時間的作法。合理的冗余可以分散數(shù)據(jù)量大的表的并發(fā)壓力，也可以加快特殊查詢的速度，冗余字段可以有效減少數(shù)據(jù)庫表的連接，提高效率。
其中"總價值"就是一個計算列，在數(shù)據(jù)庫中有兩種類型：數(shù)據(jù)列和計算列，數(shù)據(jù)列就是需要我們手動或者程序給予賦值的列，計算列是源于表中其他的數(shù)據(jù)計算得來，比如這里的"總價值"
在SQL中創(chuàng)建計算列：
復(fù)制代碼 代碼如下:

create table table1
(
number decimal(18,4),
price money,
Amount as number*price --這里就是計算列
)

也可以再表設(shè)計中，直接手動添加或修改列屬性即可：如下圖
 
是否持久性，我們也需要注意：
如果是'否'，說明這列是虛擬列，每次查詢的時候計算一次，而且那么它是不可以用來做check,foreign key或not null約束。
如果是'是',就是真實的列，不需要每次都計算，可以再此列上創(chuàng)建索引等等。
優(yōu)化③：索引
索引是一個表優(yōu)化的重要指標(biāo)，在表優(yōu)化中占有極其重要的成分，所以將單獨寫一章”SQL索引一步到位“去告訴大家如何建立和優(yōu)化索引
優(yōu)化④：主鍵和外鍵的必要性
主鍵與外鍵的設(shè)計，在全局數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，占有重要地位。 因為：主鍵是實體的抽象，主鍵與外鍵的配對，表示實體之間的連接。
主鍵：根據(jù)第二范式，需要有一個字段去標(biāo)識這條記錄，主鍵無疑是最好的標(biāo)識，但是很多表也不一定需要主鍵，但是對于數(shù)據(jù)量大，查詢頻繁的數(shù)據(jù)庫表，一定要有主鍵，主鍵可以增加效率、防止重復(fù)等優(yōu)點。
主鍵的選擇也比較重要，一般選擇總的長度小的鍵，小的鍵的比較速度快，同時小的鍵可以使主鍵的B樹結(jié)構(gòu)的層次更少。
主鍵的選擇還要注意組合主鍵的字段次序，對于組合主鍵來說，不同的字段次序的主鍵的性能差別可能會很大，一般應(yīng)該選擇重復(fù)率低、單獨或者組合查詢可能性大的字段放在前面。
外鍵：外鍵作為數(shù)據(jù)庫對象，很多人認為麻煩而不用，實際上，外鍵在大部分情況下是很有用的，理由是：外鍵是最高效的一致性維護方法
數(shù)據(jù)庫的一致性要求，依次可以用外鍵、CHECK約束、規(guī)則約束、觸發(fā)器、客戶端程序，一般認為，離數(shù)據(jù)越近的方法效率越高。
謹慎使用級聯(lián)刪除和級聯(lián)更新，級聯(lián)刪除和級聯(lián)更新作為SQL SERVER 2000當(dāng)年的新功能，在2005作了保留，應(yīng)該有其可用之處。我這里說的謹慎，是因為級聯(lián)刪除和級聯(lián)更新有些突破了傳統(tǒng)的關(guān)于外鍵的定義，功能有點太過強大，使用前必須確定自己已經(jīng)把握好其功能范圍，否則，級聯(lián)刪除和級聯(lián)更新可能讓你的數(shù)據(jù)莫名其妙的被修改或者丟失。從性能看級聯(lián)刪除和級聯(lián)更新是比其他方法更高效的方法。
優(yōu)化⑤：存儲過程、視圖、函數(shù)的適當(dāng)使用
很多人習(xí)慣將復(fù)雜操作都放在應(yīng)用程序?qū)?，但如果你要?yōu)化數(shù)據(jù)訪問性能，將SQL代碼移植到數(shù)據(jù)庫上(使用存儲過程，視圖，函數(shù)和觸發(fā)器)也是一個很大的改進原因如下：
1. 存儲過程減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸、處理及存儲的工作量，且經(jīng)過編譯和優(yōu)化，執(zhí)行速度快，易于維護，且表的結(jié)構(gòu)改變時，不影響客戶端的應(yīng)用程序
2、使用存儲過程，視圖，函數(shù)有助于減少應(yīng)用程序中SQL復(fù)制的弊端，因為現(xiàn)在只在一個地方集中處理SQL
3、使用數(shù)據(jù)庫對象實現(xiàn)所有的TSQL有助于分析TSQL的性能問題，同時有助于你集中管理TSQL代碼，更好的重構(gòu)TSQL代碼
優(yōu)化⑥：傳說中的‘三少原則'
①：數(shù)據(jù)庫的表越少越好
②：表的字段越少越好
③：字段中的組合主鍵、組合索引越少越好
當(dāng)然這里的少是相對的，是減少數(shù)據(jù)冗余的重要設(shè)計理念。
優(yōu)化⑦：分割你的表，減小表尺寸
如果你發(fā)現(xiàn)某個表的記錄太多，例如超過一千萬條，則要對該表進行水平分割。水平分割的做法是，以該表主鍵的某個值為界線，將該表的記錄水平分割為兩個表。
如果你若發(fā)現(xiàn)某個表的字段太多，例如超過八十個，則垂直分割該表，將原來的一個表分解為兩個表
優(yōu)化⑧：字段設(shè)計原則
字段是數(shù)據(jù)庫最基本的單位，其設(shè)計對性能的影響是很大的。需要注意如下：
A、數(shù)據(jù)類型盡量用數(shù)字型，數(shù)字型的比較比字符型的快很多。
B、 數(shù)據(jù)類型盡量小，這里的盡量小是指在滿足可以預(yù)見的未來需求的前提下的。
C、 盡量不要允許NULL，除非必要，可以用NOT NULL+DEFAULT代替。
D、少用TEXT和IMAGE，二進制字段的讀寫是比較慢的，而且，讀取的方法也不多，大部分情況下最好不用。
E、 自增字段要慎用，不利于數(shù)據(jù)遷移

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