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数据库技术的发展趋势:
根据数据库应用及多家分析机构的评估,数据库技术发展将以应用为导向,面向业务服务,并与计算机网络和人工智能等技术结合,为新型应用提供多种支持。
(1)云数据库和混合数据快速发展
云数据库(Cloud Database)简称为云库, 是在云计算环境中部署和虚拟化的数据库。将各种关系型数据库看成一系列简单的二维表,并基于简化版本的SQL或访问对象进行 *** 作。使传统关系型数据库通过提交一个有效地链接字符串即可加入云数据库,云数据库可解决数据集中更广泛的异地资源共享问题。
(2)数据集成与数据仓库
数据仓库(Data Warehouse)是面向主题、集成、相对稳定、反映历史变化的数据集合,是决策支持系统和联机分析应用数据源的结构化数据环境。主要侧重对机构历史数据的综合分析利用,找出对企业发展有价值的信息,以提供决策支持,帮助提高效益。其特征是面向主题、集成性、稳定性和时变性。新一代数据库使数据集成和数据仓库的实施更简单。数据应用逐步过渡到数据服务,开始注重处理:关系型与非关系型数据的融合、分类、国际化多语言数据。
(3)主数据管理和商务智能
在企事业机构内部业务应用整合和系统互联中,许多机构具有相同业务语义的数据被多次反复定义和存储,导致数据大量冗余成为IT环境发展的障碍,为了有效使用和管理这些数据,主数据管理已经成为一个新的热点。
商务智能(Business Intelligence)是指利用数据仓库及数据挖掘技术对业务数据分析处理并提供决策信息和报告,促进企业利用现代信息技术收集、管理和分析商务数据,改善决策水平,提升绩效,增强综合竞争力的智慧和能力。是企业利用现代信息技术收集、管理和分析商务数据和信息,创造和累计商务知识和见解,改善商务决策水平,采取有效的商务行动,完善各种商务流程,提升各方面商务绩效,增强综合竞争力的智慧和能力。融合了先进信息技术与创新管理理念的结合体,集成企业内外的数据,加工并从中提取能够创造商业价值的信息,面向企业战略并服务于管理层。
(4)“大数据”促进新型数据库
进入“大数据时代”,大数据量、高并发、分布式和实时性的需求,由于传统的数据库技术的数据模型和预定义的 *** 作模式,时常难以满足实际需求,致使新型数据库在大数据的场景下,将取代传统数据库成为主导。
(5)基于网络的自动化管理
网络数据库应用系统的广泛应用,使数据库管理更加自动化。如网购、网银等系统,从企业级Enterprise-class到世界级World-class的转变,提供更多基于Internet环境的管理工具,完成数据库管理网络化。应用程序编程接口API(Application ProgrammingInterface)更开放,基于浏览器端技术的管理套件,便于分布远程管理。
(6)PHP将促进数据库产品应用
随着新一代Web技术的广泛应用,在NET和Java成为数据应用的主体开发平台后,很多厂商为了争取市场在新版本数据库产品推出后,提供面向超级文本预处理语言PHP(Hypertext Preprocessor)的专用驱动和应用。
(7)数据库将与业务语义的数据内容融合
数据库将更广泛地为用于“信息服务”。对新一代基于AJAX、MashUp、SNS等技术的创新应用,数据从集中于逻辑中心数据库,改为分布网络,为了给予技术支持,数据聚集及基于业务语义的数据内容融合也成为数据库发展的方向,不仅在商务智能领域不断加强对服务应用的支持,而且注重加强数据集成服务。
一、数据场景 1、表结构简介 任何工具类的东西都是为了解决某个场景下的问题,比如Redis缓存系统热点数据,ClickHouse解决海量数据的实时分析,MySQL关系型数据库存储结构化数据。数据的存储则需要设计对应的表结构,清楚的表结构,有助于快速开发业务,和理解系统。表结构的设计通常从下面几个方面考虑:业务场景、设计规范、表结构、字段属性、数据管理。
2、用户场景
例如存储用户基础信息数据,通常都会下面几个相关表结构:用户信息表、单点登录表、状态管理表、支付账户表等。
用户信息表
存储用户三要素相关信息:姓名,手机号,身份z,登录密码,邮箱等。
CREATE TABLE `ms_user_center` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID', `user_name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用户名', `real_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '真实姓名', `pass_word` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密码', `phone` varchar(20) NOT NULL COMMENT '手机号', `email` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱', `head_url` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用户头像URL', `card_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '身份z号', `user_sex` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '用户性别:0-女,1-男', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表'; 单点登录表
用意是在多个业务系统中,用户登录一次就可以访问所有相互信任的业务子系统,是聚合业务平台常用的解决方案。
CREATE TABLE `ms_user_sso` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `sso_id` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点信息编号ID', `sso_code` varchar(32) NOT NULL COMMENT '单点登录码,唯一核心标识', `log_ip` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '登录IP地址', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户单点登录表'; 状态管理表
系统用户在使用时候可能出现多个状态,例如账户冻结、密码锁定等,把状态聚合到一起,可以更加方便的管理和验证。
CREATE TABLE `ms_user_status` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `account_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '账户状态:0-冻结,1-未冻结', `real_name_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '实名认证状态:0-未实名,1-已实名', `pay_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '支付密码是否设置:0-未设置,1-设置', `wallet_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '钱包密码是否设置:0-未设置,1-设置', `wallet_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '钱包是否冻结:0-冻结,1-未冻结', `email_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮箱状态:0-未激活,1-激活', `message_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '短信提醒开启:0-未开启,1-开启', `letter_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '站内信提醒开启:0-未开启,1-开启', `emailmsg_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮件提醒开启:0-未开启,1-开启', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户状态表'; 支付账户表
用户交易的核心表,存储用户相关的账户资金信息。
CREATE TABLE `ms_user_wallet` ( `wallet_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '钱包ID', `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用户ID', `wallet_pwd` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '钱包密码', `total_account` decimal(20,2) DEFAULT '000' COMMENT '账户总额', `usable_money` decimal(20,2) DEFAULT '000' COMMENT '可用余额', `freeze_money` decimal(20,2) DEFAULT '000' COMMENT '冻结金额', `freeze_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '冻结时间', `thaw_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '解冻时间', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`wallet_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户钱包'; 二、设计规范 1、涉及模块
通过上面几个表设计的案例,可以看到表设计关联到数据库的各个方面知识:数据类型,索引,编码,存储引擎等。表设计是一个很大的命题,不过也遵循一个基本规范:三范式。
2、三范式 基础概念
一范式
表的列的具有原子性,不可再分解,即列的信息,不能分解,关系型数据库MySQL、Oracle等自动的满足。
二范式
每个事实的数据记录只会出现一次, 不会冗余, 通常设计一个主键来实现。
三范式
要求一个表中不包含已经存在于其它表的非主键信息,例如部门和员工的信息,员工表包含部门表的主键ID,则可以关联获取相关信息,没必要在员工表保存相关信息。
优缺点对比
范式化设计
范式化结构设计通常更新快,因为冗余数据较少,表结构轻巧,也更好的写入内存中。但是查询起来涉及到关联,代价非常高,非常损耗查询性能。
反范式化设计
所有的数据都在一张表中,避免关联查询,索引的有效性更高,但是数据的冗余性极高。
建议结论
上述的两种设计方式在实际开发中都是不存在的,在实际开发中都是混合使用。比如汇总统计,缓存数据,都会基于反范式化的设计。
三、字段属性
合适的字段类型对于高性能来说非常重要,基本原则如下:简单的类型占用资源更少;在可以正确存储数据的情况下,选最小的数据类型。
1、数据类型选择 整数类型
TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT,根据数据类型范围合理选择即可。
实数类型
FLOAT、DOUBLE、DECIMAL,建议资金货币相关类型使用高精度DECIMAL存储,或者把数据成倍扩大为整数,采用BIGINT存储,不过处理相对麻烦。
字符类型
CHAR、VARCHAR,长度不确定建议采用VARCHAR存储,不过VARCHAR类型需要额外开销记录字符串长度。CHAR适合存储短字符,或者定长字符串,例如MD5的加密结构。
时间类型
DATETIME、TIMESTAMP,DATETIME保存大范围的值,精度秒。TIMESTAMP以时间戳的格式,范围相对较小,效率也相对较高,所以通常情况建议使用。
MySQL的字段类型有很多种,可以根据数据特性选择合适的,这里只描述常见的几种类型。
2、基础用法 *** 作 数据类型
修改字段类型
ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state CHAR(1) DEFAULT '0' ; ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state INT(1) DEFAULT '1' COMMENT '状态:0不可用,1可用';
修改名称位置
ALTER TABLE ms_user_sso CHANGE log_ip login_ip VARCHAR(32) AFTER update_time ; 索引使用
索引类型:主键索引,普通索引,唯一索引,组合索引,全文索引。这里演示普通索引的 *** 作。MySQL的核心模块,后续详说。
添加索引
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD INDEX user_id_index(user_id) ; CREATE INDEX state_index ON ms_user_wallet(state) ;
查看索引
SHOW INDEX FROM ms_user_wallet;
删除索引
DROP INDEX state_index ON ms_user_wallet ;
修改索引
不具有真正意义上的修改,可以把原有的索引删除之后,再次添加索引。
外键关联
用处:外键关联的作用保证多个数据表的数据一致性和完整性,建表时先有主表,后有从表;删除数据表,需要先删从表,再删主表。复杂场景不建议使用,实际开发中用的也不多。
添加外键
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD CONSTRAINT user_id_out_key FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES ms_user_center(id) ;
删除外键
ALTER TABLE ms_user_wallet DROP FOREIGN KEY user_id_out_key ; 四、表结构管理 1、查看结构 DESC ms_user_status ; SHOW CREATE TABLE ms_user_status ; 2、字段结构 添加字段 ALTER TABLE ms_user_status ADD `delete_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '删除时间' ; 删除字段 ALTER TABLE ms_user_status DROP COLUMN delete_time ; 3、修改表名 ALTER TABLE ms_user_center RENAME ms_user_info ; 4、存储引擎 存储引擎 SELECT VERSION() ; SHOW ENGINES ;
MySQL 56 支持的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory、Archive、CSV、BLACKHOLE等。一般默认使用InnoDB,支持事务管理。该模块MySQL核心,后续详解。
修改引擎
数据量大的场景下,存储引擎修改是一个难度极大的 *** 作,容易会导致表的特性变动,引起各种后续反应,后续会详说。
ALTER TABLE ms_user_sso ENGINE = MyISAM ; 5、修改编码
表字符集默认使用utf8,通用,无乱码风险,汉字3字节,英文1字节,utf8mb4是utf8的超集,有存储4字节例如表情符号时使用。
查看编码 SHOW VARIABLES LIKE 'character%'; 修改编码 ALTER TABLE ms_user_sso DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4; 五、数据管理 1、增删改查
添加数据
INSERT INTO ms_user_sso ( user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state ) VALUES ( '1','SSO7637267','SSO78631273612', '2019-12-24 11:56:57','2019-12-24 11:57:01','127001','1' );
更新数据
UPDATE ms_user_sso SET user_id = '1',sso_id = 'SSO20191224',sso_code = 'SSO20191224', create_time = '2019-11-24 11:56:57',update_time = '2019-11-24 11:57:01', login_ip = '127001',state = '1' WHERE user_id = '1';
查询数据
一般情况下都是禁止使用 select *** 作。
SELECT user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state FROM ms_user_sso WHERE user_id = '1';
删除数据
DELETE FROM ms_user_sso WHERE user_id = '2' ;
不带where条件,就是删除全部数据。原则上不允许该 *** 作,优化篇会详解。TRUNCATE TABLE也是清空表数据,但是占用的资源相对较少。
2、数据安全 不可逆加密
这类加密算法,多用来做数据验证 *** 作,比如常见的密码验证。
SELECT MD5('cicada')='94454b1241ad2cfbd0c44efda1b6b6ba' ; SELECT SHA('cicada')='0501746a2e4fd34e1d14015fc4d58309585edc7d'; SELECT PASSWORD('smile')='B4FB95D86DCFC3F33A3852714DC742C77504479D' ; 可逆加密
安全性要求高的系统,需要做三级等保,对数据的安全性极高,数据在存储时必须加密入库,取出时候需要解密,这些就需要可逆加密。
SELECT DECODE(ENCODE('123456','key_salt'),'key_salt') ; SELECT AES_DECRYPT(AES_ENCRYPT('cicada','salt123'),'salt123');
上述数据安全的管理,也可以基于应用系统的服务(代码)层进行处理,相对专业的流程是从数据生成源头处理,规避数据传递过程泄露,造成不必要的风险。
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