數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)演進(jìn)之路
作者:greencoatman
規(guī)范化有第一范式(1NF):確保每列都是原子的,不可再分;第二范式(2NF):消除非主屬性對(duì)主鍵部分依賴,確保每列都依賴于整個(gè)主鍵;第三范式(3NF):消除傳遞依賴,確保每列都直接依賴于主鍵。
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- SQL解析:攔截和解析應(yīng)用程序的SQL語(yǔ)句,確定目標(biāo)數(shù)據(jù)源和分片規(guī)則。
- 路由:根據(jù)分片策略(如范圍分片、哈希分片等),將SQL語(yǔ)句路由到相應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。
- 執(zhí)行引擎:將路由后的SQL語(yǔ)句分發(fā)到各個(gè)分片進(jìn)行并行執(zhí)行。
- 結(jié)果合并:對(duì)各個(gè)分片的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行合并、排序、聚合等操作,返回給應(yīng)用程序。
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- 索引:缺乏適當(dāng)?shù)乃饕蛩饕O(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致全表掃描,增加查詢時(shí)間。
- 查詢?cè)O(shè)計(jì):復(fù)雜的查詢、子查詢、多表連接等可能會(huì)影響性能。
- 表設(shè)計(jì):表的規(guī)范化程度、數(shù)據(jù)冗余、表的大小等都可能影響性能。
- 硬件資源:CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)I/O等硬件資源不足會(huì)導(dǎo)致性能瓶頸。
- 并發(fā)量:高并發(fā)訪問(wèn)會(huì)導(dǎo)致資源競(jìng)爭(zhēng)和鎖等待。
- 網(wǎng)絡(luò)延遲:網(wǎng)絡(luò)傳輸速度慢也會(huì)影響查詢性能。
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1.規(guī)范化和反規(guī)范化:
- 規(guī)范化:減少數(shù)據(jù)冗余,確保數(shù)據(jù)一致性。
- 反規(guī)范化:在查詢性能優(yōu)先時(shí),適當(dāng)引入冗余來(lái)減少連接操作。
2.索引設(shè)計(jì):
- 創(chuàng)建適當(dāng)?shù)乃饕绕涫侵麈I、外鍵和常用查詢字段的索引。
- 使用復(fù)合索引提高多列查詢的效率。
3.表結(jié)構(gòu)優(yōu)化:
- 選擇合適的數(shù)據(jù)類型,避免過(guò)大或不必要的精度。
- 分區(qū)表設(shè)計(jì),適用于大數(shù)據(jù)量的表,按日期、地域等維度分區(qū)。
4.關(guān)系設(shè)計(jì):
- 清晰定義外鍵和參照完整性,確保數(shù)據(jù)關(guān)系的正確性。
- 考慮表的分區(qū)、合并等操作,優(yōu)化存儲(chǔ)和查詢性能。
5.事務(wù)管理:
- 設(shè)計(jì)良好的事務(wù)管理,確保數(shù)據(jù)一致性和并發(fā)性。
- 避免長(zhǎng)事務(wù),減少鎖競(jìng)爭(zhēng)。
6.數(shù)據(jù)庫(kù)配置:
- 調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù),如緩存大小、連接池設(shè)置等,優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)性能。
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1. 規(guī)范化
- 第一范式(1NF):確保每列都是原子的,不可再分。
- 第二范式(2NF):消除非主屬性對(duì)主鍵部分依賴,確保每列都依賴于整個(gè)主鍵。
- 第三范式(3NF):消除傳遞依賴,確保每列都直接依賴于主鍵。
2. 反規(guī)范化
- 在某些情況下,為提高查詢性能,可以適當(dāng)反規(guī)范化,加入冗余數(shù)據(jù),減少?gòu)?fù)雜查詢和連接操作。
3. 適當(dāng)使用外鍵
- 外鍵可以確保數(shù)據(jù)完整性,但在高并發(fā)寫(xiě)操作中可能影響性能,需權(quán)衡使用。
4. 分區(qū)和分表
- 對(duì)于大表,根據(jù)業(yè)務(wù)需求按時(shí)間、地域等維度進(jìn)行分區(qū)或分表,提升查詢效率和管理方便性。
5. 使用視圖和物化視圖
- 視圖可以簡(jiǎn)化復(fù)雜查詢,物化視圖存儲(chǔ)查詢結(jié)果,提升查詢性能。
6. 優(yōu)化字段類型
- 根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)選擇合適的數(shù)據(jù)類型,盡量使用定長(zhǎng)字段,減少存儲(chǔ)空間和 I/O 操作。
7. 預(yù)計(jì)算和緩存
- 對(duì)頻繁使用的復(fù)雜計(jì)算結(jié)果進(jìn)行預(yù)計(jì)算或緩存,減少實(shí)時(shí)計(jì)算開(kāi)銷。
8. 設(shè)計(jì)高效的主鍵
- 使用自增主鍵或 UUID 作為主鍵,確保唯一性和檢索效率。
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1. 選擇合適的索引類型
- 單列索引:針對(duì)單個(gè)字段創(chuàng)建索引。
- 復(fù)合索引:對(duì)多個(gè)字段聯(lián)合創(chuàng)建索引,適用于多列查詢。
2. 使用覆蓋索引
- 設(shè)計(jì)索引時(shí),包含查詢中需要的所有字段,減少回表操作。
3. 避免冗余索引
- 避免對(duì)相同字段或字段組合創(chuàng)建多個(gè)索引,以節(jié)省存儲(chǔ)和維護(hù)成本。
4. 適當(dāng)使用唯一索引
- 對(duì)唯一值的列(如身份證號(hào)、郵箱等)使用唯一索引,提高查詢效率和數(shù)據(jù)完整性。
5. 考慮查詢模式
- 分析常見(jiàn)查詢語(yǔ)句,針對(duì)頻繁使用的查詢條件和排序條件創(chuàng)建索引。
6. 優(yōu)化索引的選擇性
- 選擇性高的列(即不同值多的列)更適合作為索引字段,過(guò)濾效果更好。
7. 維護(hù)和重建索引
- 定期維護(hù)索引,重建碎片化嚴(yán)重的索引,保持索引高效。
8. 避免過(guò)多的索引
- 每張表索引數(shù)量不宜過(guò)多,以免增加插入、更新和刪除操作的開(kāi)銷。
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責(zé)任編輯:武曉燕
來(lái)源:
二進(jìn)制跳動(dòng)