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MySQL 使用规范 —— 如何建好字段和索引

2023-09-04  微信公众号  小傅哥
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本文的宗旨在于通过简单干净实践的方式教会读者,如何更好地使用 MySQL 数据库。这包括;库表创建规范、字段的创建规范、索引的创建规范以及SQL使用的相关规范,通过这些内容的讲解,让读者更好使用 MySQL 数据库,创建出符合规范的表和字段以及建出合适的索引。

如果你还想学习更深入的 MySQL 知识,建议可以阅读下官网的参考手册,这比任何一个资料都要有权威性。

本文涉及的工程【导表语句】:https://gitcode.NET/KnowledgePlanet/road-map/xfg-dev-tech-mysql

一、案例背景

此案例背景定位于使用使用一个简单的订单表,来讲解 MySQL 使用的相关规范。包括;表的引擎、命名约束、字段长度、金额类型、更新时间、索引字段、组合索引等内容,方便大家学习以后,可以基于这些字段的规范演示讲解,在自己创建库表的时候有个参考对照,尽可能创建出性能更佳的库表和索引。

二、库表规范

为了能让读者更加清晰地看到这些相关规范都是如何体现的,小傅哥这里准备了个大图,把库表字段和规范全部整合在一起,方便学习使用。如下;

图片

如上所列规范包括:建表相关规范、字段相关规范、索引相关规范、使用相关规范。

1. 建表相关规范

  1. 库名、表名、字段名,使用小写和下划线 _ 分割
  2. 库名、表名、字段名,不超过12个字符。默认支持64个字符。
  3. 库名、表名、字段名,见名知意,建议使用名词而不是动词。
  4. 使用 InnoDB 存储引擎。支持;事务、锁、高并发 性能好。
  5. 推荐使用 utf8mb4 可以存emoji
  6. 单表字段数,建议不超过40个

2. 字段相关规范

  1. 整型定义中不显示设置长度,如使用 INT,而不是INT(4)
  2. 存储精度浮点数,使用 DECIMAL 替代 FLOAT、DOUBLE
  3. 所有字段,都要有 Comment 描述
  4. 所有字段应定义为 NOT NULL
  5. 超过2038年,用DATETIME存储
  6. 短数据类型 0~80 选用 TINYINT 存储
  7. UUID 有全局唯一统一字段属性,适合做同步ES使用。
  8. IPV4,用无符号 INT 存储
  9. IPV6,用VARBINARY存储
  10. JSON MySql 8.x 新增特性
  11. update_time 设置 on update 更新属性

3. 索引相关规范

  1. 要求有自增ID作为主键,不要使用随机性较强的 order_id 作为主键,会导致innodb内部page分裂和大量随机I/O,性能下降。
  2. 单表索引建议控制在5个以内,单索引字段数不超过5个。注意:已有idx(a, b)索引,又有idx(a)索引,可以把idx(a)删了,浪费空间,降低更新、写入性能。* 单个索引中,每个索引记录的长度不能超过64KB
  3. 利用覆盖索引来进行查询操作,避免回表。另外建组合索引的时候,区分度最高的在最左边。
  4. select(count(distinct(字段)))/count(id) = 1 的区分度,更适合建索引。在一些低区分度的字段,例如type、status上建立独立索引几乎没意义,降低更新、写入性能。
  5. 防止因字段不同造成的隐式转换,导致索引失效。
  6. 更新频繁的字段,不要建索引。

4. 使用相关规范

  1. 单表数据量不超过500万行,ibc 文件大小不超过 2G
  2. 水平分表用取模,日志、报表类,可以用日期
  3. 单实例表数目小于 500
  4. alter表之前,先判断表数据量,对于超过100W行记录的表进行alter table,必须在业务低峰期执行。因为alter table会产生表锁,期间阻塞对于该表的所有写入
  5. SELECT语句必须指定具体字段名称,禁止写成 “*”select * 会将不需要读的数据也从MySQL里读出来,造成网卡压力,数据表字段一旦更新,但model层没有来得及更新的话,系统会报错
  6. insert语句指定具体字段名称,不要写成 insert into t1 values(…)
  7. insert into…values(XX),(XX),(XX).. 这里XX的值不要超过5000个,值过多会引起主从同步延迟变大。
  8. union all 和 union,不要超过5个子句,如果没有去重的需求,使用union all性能更好。
  9. in 值列表限制在500以内,例如 select… where userid in(….500个以内…),可以减少底层扫描,减轻数据库压力。
  10. 除静态表或小表(100行以内),DML语句必须有where条件,且尽量使用索引查找
  11. 生产环境禁止使用 hint,如 sql_no_cache,force index,ignore key,strAIght join等。 要相信MySQL优化器。hint是用来强制SQL按照某个执行计划来执行,但随着数据量变化我们无法保证自己当初的预判是正确的。
  12. where条件里,等号左右字段类型必须一致,否则会造成隐式的类型转化,可能导致无法使用索引
  13. 生产数据库中强烈不推荐在大表执行全表扫描,查询数据量不要超过表行数的25%,否则可能导致无法使用索引
  14. where子句中禁止只使用全模糊的LIKE条件进行查找,如like ‘%abc%’,必须有其他等值或范围查询条件,否则可能导致无法使用索引
  15. 索引列不要使用函数或表达式,如 where length(name)=10 或 where user_id+2=1002,否则可能导致无法使用索引
  16. 减少使用or语句 or有可能被 mysq l优化为支持索引,但也要损耗 mysql 的 cpu 性能。可将or语句优化为union,然后在各个where条件上建立索引。如 where a=1 or b=2 优化为 where a=1… union …where b=2, key(a),key(b) 某些场景下,也可优化为 in
  17. 分页查询,当limit起点较高时,可先用过滤条件进行过滤。如 select a,b,c from t1 limit 10000,20; 优化为 select a,b,c from t1 where id>10000 limit 20;
  18. 同表的字段增删、索引增删等,合并成一条DDL语句执行,提高执行效率,减少与数据库的交互。
  19. replace into 和 insert on duplicate key update 在并发环境下执行都可能产生死锁(后者在5.6版本可能不报错,但数据有可能产生问题),需要catch异常,做事务回滚,具体的锁冲突可以关注next key lockinsert intention lock
  20. TRUNCATE TABLE 比  DELETE 速度快,且使用的系统和事务日志资源少,但 TRUNCATE 无事务且不触发 trigger ,有可能造成事故,故不建议在开发代码中使用此语句。说明: TRUNCATE TABLE 在功能上与不带  WHERE 子句的  DELETE 语句相同。

三、建表语句

环境说明;

# ************************************************************
# Sequel Ace SQL dump
# 版本号: 20050
#
# https://sequel-ace.com/
# https://Github.com/Sequel-Ace/Sequel-Ace
#
# 主机: localhost (MySQL 8.0.32)
# 数据库: road_map
# 生成时间: 2023-08-12 07:19:03 +0000
# ************************************************************


/*!40101 SET @OLD_CHARACTER_SET_CLIENT=@@CHARACTER_SET_CLIENT */;
/*!40101 SET @OLD_CHARACTER_SET_RESULTS=@@CHARACTER_SET_RESULTS */;
/*!40101 SET @OLD_COLLATION_CONNECTION=@@COLLATION_CONNECTION */;
SET NAMES utf8mb4;
/*!40014 SET @OLD_FOREIGN_KEY_CHECKS=@@FOREIGN_KEY_CHECKS, FOREIGN_KEY_CHECKS=0 */;
/*!40101 SET @OLD_SQL_MODE='NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO', SQL_MODE='NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO' */;
/*!40111 SET @OLD_SQL_NOTES=@@SQL_NOTES, SQL_NOTES=0 */;


# 转储表 user_order
# ------------------------------------------------------------

DROP TABLE IF EXISTS `user_order`;

CREATE TABLE `user_order` (
  `id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增ID;【必须保留自增ID,不要将一些有随机特性的字段值设计为主键,例如order_id,会导致innodb内部page分裂和大量随机I/O,性能下降】int 大约21亿左右,超过会报错。bigint 大约9千亿左右。',
  `user_name` varchar(64) NOT NULL COMMENT '用户姓名;',
  `user_id` varchar(24) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '用户编号;',
  `user_mobile` varchar(20) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '用户电话;使用varchar(20)存储手机号,不要使用整型。手机号不会做数学计算、涉及到区号或者国家代号,可能出现+-()、支持模糊查询,例如:like“135%”',
  `sku` varchar(64) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '商品编号',
  `sku_name` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '商品名称',
  `order_id` varchar(64) NOT NULL COMMENT '订单ID',
  `quantity` int NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '商品数量;整形定义中不显示规定显示长度,比如使用 INT,而不使用 INT(4)',
  `unit_price` decimal(10,2) NOT NULL COMMENT '商品价格;小数类型为 decimal,禁止使用 float、double',
  `discount_amount` decimal(10,2) NOT NULL COMMENT '折扣金额;',
  `tax` decimal(4,2) NOT NULL COMMENT '费率金额;',
  `total_amount` decimal(10,2) NOT NULL COMMENT '支付金额;(商品的总金额 - 折扣) * (1 - 费率)',
  `order_date` datetime NOT NULL COMMENT '订单日期;timestamp的时间范围在1970-01-01 00:00:01到2038-01-01 00:00:00之间',
  `order_status` tinyint(1) NOT NULL COMMENT '订单状态;0 创建、1完成、2掉单、3关单 【不要使用 enum 要使用 tinyint 替代。0-80 范围,都可以使用 tinyint】',
  `is_delete` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删单;0未删除,1已删除 【表达是否概念的字段必须使用is_】',
  `uuid` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '唯一索引;分布式下全局唯一,用于binlog 同步 ES 方便使用',
  `ipv4` int unsigned NOT NULL DEFAULT '2130706433' COMMENT '设备地址;存储IPV4地址,通过MySQL 函数转换,inet_ntoa、inet_aton 示例;SELECT INET_ATON(‘209.207.224.40′); 3520061480 SELECT INET_NTOA(3520061480); 209.207.224.40所有字段定义为NOT NULL,并设置默认值,因为null值的字段会导致每一行都占用额外存储空间\n数据迁移容易出错,在聚合函数计算结果偏差(如count结果不准)并且null的列使索引/索引统计/值比较都更加复杂,MySQL内部需要进行特殊处理,表中有较多空字段的时候,数据库性能下降严重。开发中null只能采用is null或is not null检索,而不能采用=、in、<、<>、!=、not in这些操作符号。如:where name!=’abc’,如果存在name为null值的记录,查询结果就不会包含name为null值的记录',
  `ipv6` varbinary(16) NOT NULL COMMENT '设备地址;存储IPV6地址,VARBINARY(16)  插入:INET6_ATON(''2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334'') 查询:SELECT INET6_NTOA(ip_address) ',
  `ext_data` json NOT NULL COMMENT '扩展数据;记录下单时用户的设备环境等信息(核心业务字段,要单独拆表)。【select user_name, ext_data, ext_data->>''$.device'', ext_data->>''$.device.machine'' from `user_order`;】',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uq_orderid` (`order_id`),
  UNIQUE KEY `uq_uuid` (`uuid`),
  KEY `idx_order_date` (`order_date`),
  KEY `idx_sku_unit_price_total_amount` (`sku`,`unit_price`,`total_amount`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

LOCK TABLES `user_order` WRITE;
/*!40000 ALTER TABLE `user_order` DISABLE KEYS */;

INSERT INTO `user_order` (`id`, `user_name`, `user_id`, `user_mobile`, `sku`, `sku_name`, `order_id`, `quantity`, `unit_price`, `discount_amount`, `tax`, `total_amount`, `order_date`, `order_status`, `is_delete`, `uuid`, `ipv4`, `ipv6`, `ext_data`, `update_time`, `create_time`)
VALUES
 (1,'小傅哥','U001','13512345678','SKU001','Mac Pro M2 贴膜','ORD001',2,10.99,2.00,0.50,19.48,'2023-08-12 10:00:00',0,0,'uuid001',2130706433,X'20010DB885A3000000008A2E03707334','{"device": {"machine": "iphone 14 Pro", "location": "shanghai"}}','2023-08-12 10:00:00','2023-08-12 10:00:00'),
 (2,'福禄娃','U002','13698765432','SKU002','IPad mini4 外套','ORD002',1,25.99,0.00,1.50,24.49,'2023-08-12 11:30:00',1,0,'uuid002',2130706433,X'20010DB885A3000000008A2E03707334','{"device": {"machine": "PC windows", "location": "BeiJing"}}','2023-08-12 11:30:00','2023-08-12 11:30:00'),
 (3,'拎瓢冲','U003','13755555555','SKU003','数据线','ORD003',3,9.99,1.50,0.00,26.97,'2023-08-12 13:45:00',0,0,'uuid003',2130706433,X'20010DB885A3000000008A2E03707334','{"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}}','2023-08-12 13:45:00','2023-08-12 13:45:00'),
 (4,'熏5null','U004','13812345678','SKU004','U盘','ORD004',1,15.99,0.00,0.75,15.24,'2023-08-12 14:20:00',1,0,'uuid004',2130706433,X'20010DB885A3000000008A2E03707334','{"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}}','2023-08-12 14:20:00','2023-08-12 14:20:00'),
 (5,'温柔一刀','U005','13999999999','SKU005','坐垫','ORD005',2,12.50,1.25,0.25,23.75,'2023-08-12 15:55:00',0,0,'uuid005',2130706433,X'20010DB885A3000000008A2E03707334','{"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}}','2023-08-12 15:55:00','2023-08-12 15:55:00');

/*!40000 ALTER TABLE `user_order` ENABLE KEYS */;
UNLOCK TABLES;

/*!40111 SET SQL_NOTES=@OLD_SQL_NOTES */;
/*!40101 SET SQL_MODE=@OLD_SQL_MODE */;
/*!40014 SET FOREIGN_KEY_CHECKS=@OLD_FOREIGN_KEY_CHECKS */;
/*!40101 SET CHARACTER_SET_CLIENT=@OLD_CHARACTER_SET_CLIENT */;
/*!40101 SET CHARACTER_SET_RESULTS=@OLD_CHARACTER_SET_RESULTS */;
/*!40101 SET COLLATION_CONNECTION=@OLD_COLLATION_CONNECTION */;

三、语句操作

1. 插入操作

INSERT INTO `user_order` (`id`, `user_name`, `user_id`, `user_mobile`, `sku`, `sku_name`, `order_id`, `quantity`, `unit_price`, `discount_amount`, `tax`, `total_amount`, `order_date`, `order_status`, `is_delete`, `uuid`, `ipv4`, `ipv6`, `ext_data`, `update_time`, `create_time`)
VALUES
 (9,'小傅哥','U001','13512345678','SKU001','Mac Pro M2 贴膜','ORD0101',2,10.99,2.00,0.50,19.48,'2023-08-12 10:00:00',0,0,'uuid010',INET_ATON('127.0.0.1'),INET6_ATON('2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334'),'{"device": {"machine": "IPhone 14 Pro", "location": "shanghai"}}','2023-08-12 10:00:00','2023-08-12 10:00:00');

2. 查询操作

2.1 IP 查询

select user_name, sku, INET_NTOA(ipv4), INET6_NTOA(ipv6) from `user_order`;

小傅哥 SKU001 127.0.0.1 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
福禄娃 SKU002 127.0.0.1 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
拎瓢冲 SKU003 127.0.0.1 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
熏5null SKU004 127.0.0.1 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
温柔一刀 SKU005 127.0.0.1 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

2.2 JSON 查询

select user_name, ext_data, ext_data->>'$.device', ext_data->>'$.device.machine' from `user_order`;

小傅哥 {"device": {"machine": "IPhone 14 Pro", "location": "shanghai"}} {"machine": "IPhone 14 Pro", "location": "shanghai"} IPhone 14 Pro
福禄娃 {"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}} {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"} PC Windows
拎瓢冲 {"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}} {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"} PC Windows
熏5null {"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}} {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"} PC Windows
温柔一刀 {"device": {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"}} {"machine": "PC Windows", "location": "BeiJing"} PC Windows

2.3 索引使用

# 使用 order_id 唯一索引
EXPLAIN select user_name, sku, INET_NTOA(ipv4), INET6_NTOA(ipv6) from `user_order` where order_id = 'ORD002';

图片

# 使用组合索引
EXPLAIN select sku,total_amount,order_date from `user_order` where total_amount > 10 and order_date between '2023-08-09 00:00:00' and '2023-08-09 23:59:59';

图片

2.4 数量统计

select count(*) from `user_order`

2.5 for update

START TRANSACTION;

SELECT user_name, sku, total_amount, order_date, order_status FROM `user_order` WHERE order_id = 'ORD002' FOR UPDATE;

-- 在这里执行其他操作,其他会话无法修改 order_id 为 ORD002 的订单信息

COMMIT;

2.6 行级锁

UPDATE `user_order` SET order_status = 0 WHERE order_id = 'ORD002' AND order_status = 3 FOR UPDATE;

2.7 表锁

四、其他配置

1. 监控活动和性能:

在MySQL中,你可以使用以下命令来监控MySQL服务器的活动和性能:

2. 连接数查询和配置

查看MySQL服务器的可用连接数和设置连接数,可以使用以下方法:

  1. 查看当前可用连接数:
    • 使用命令行客户端登录到MySQL服务器。
    • 执行以下SQL查询语句:SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections';
    • 这将显示MySQL服务器当前配置的最大连接数。
  2. 设置连接数:
    • 编辑MySQL服务器的配置文件(通常是my.cnfmy.ini)。
    • 找到[mysqld]部分。
    • 添加或修改以下行:max_connections = <desired_value>
    • <desired_value>替换为你希望设置的连接数。
    • 保存并关闭配置文件。
    • 重启MySQL服务器,以使更改生效。

设置连接数需要权衡服务器的可用资源和性能。如果设置的连接数过高,可能会导致服务器负载过重,影响性能。建议根据服务器的硬件规格和预期的负载量来调整连接数。另外,某些MySQL版本或发行版可能对最大连接数有特定的限制,请确保你的设置在允许范围内。

注意:1核1G可配置300个连接、2核4G可配置1000个连接、4核16G可配置4000个连接、8核32G可配置8000个连接。

关键词:MySQL      点击(19)
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