数据库军规

Posted 2020-09-26 Richard

　　做过一些数据库优化，但是很多小伙伴再设计数据库的时候都会有或多或少的问题，自己曾经也有过类似的问题。从网上看到一篇58沈剑老师的文章，深深的感觉沈剑老师的这篇文章还是比较接地气的，转载分享一下。还是那句话，具体问题要具体分析。

 

数据库30条军规解读

 

（1）必须使用InnoDB存储引擎

解读：支持事务、行级锁、并发性能更好、CPU及内存缓存页优化使得资源利用率更高

 

（2）必须使用UTF8字符集

解读：万国码，无需转码，无乱码风险，节省空间

 

（3）数据表、数据字段必须加入中文注释

解读：N年后谁tm知道这个r1,r2,r3字段是干嘛的

 

（4）禁止使用存储过程、视图、触发器、Event

解读：高并发大数据的互联网业务，架构设计思路是“解放数据库CPU，将计算转移到服务层”，并发量大的情况下，这些功能很可能将数据库拖死，业务逻辑放到服务层具备更好的扩展性，能够轻易实现“增机器就加性能”。数据库擅长存储与索引，CPU计算还是上移吧

 

（5）禁止存储大文件或者大照片

解读：为何要让数据库做它不擅长的事情？大文件和照片存储在文件系统，数据库里存URI多好

 

（6）只允许使用内网域名，而不是ip连接数据库

 

（7）线上环境、开发环境、测试环境数据库内网域名遵循命名规范

业务名称：xxx

线上环境：dj.xxx.db

开发环境：dj.xxx.rdb

测试环境：dj.xxx.tdb

从库在名称后加-s标识，备库在名称后加-ss标识

线上从库：dj.xxx-s.db

线上备库：dj.xxx-sss.db

 

（8）库名、表名、字段名：小写，下划线风格，不超过32个字符，必须见名知意，禁止拼音英文混用

 

（9）表名t_xxx，非唯一索引名idx_xxx，唯一索引名uniq_xxx

 

（10）单实例表数目必须小于500

 

（11）单表列数目必须小于30

 

（12）表必须有主键，例如自增主键

解读：

a）主键递增，数据行写入可以提高插入性能，可以避免page分裂，减少表碎片提升空间和内存的使用

b）主键要选择较短的数据类型， Innodb引擎普通索引都会保存主键的值，较短的数据类型可以有效的减少索引的磁盘空间，提高索引的缓存效率

c） 无主键的表删除，在row模式的主从架构，会导致备库夯住

 

（13）禁止使用外键，如果有外键完整性约束，需要应用程序控制

解读：外键会导致表与表之间耦合，update与delete操作都会涉及相关联的表，十分影响sql 的性能，甚至会造成死锁。高并发情况下容易造成数据库性能，大数据高并发业务场景数据库使用以性能优先

 

（14）必须把字段定义为NOT NULL并且提供默认值

解读：

a）null的列使索引/索引统计/值比较都更加复杂，对mysql来说更难优化

b）null 这种类型MySQL内部需要进行特殊处理，增加数据库处理记录的复杂性；同等条件下，表中有较多空字段的时候，数据库的处理性能会降低很多

c）null值需要更多的存储空，无论是表还是索引中每行中的null的列都需要额外的空间来标识

d）对null 的处理时候，只能采用is null或is not null，而不能采用=、in、<、<>、!=、not in这些操作符号。如：where name!=’shenjian’，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

 

（15）禁止使用TEXT、BLOB类型

解读：会浪费更多的磁盘和内存空间，非必要的大量的大字段查询会淘汰掉热数据，导致内存命中率急剧降低，影响数据库性能

 

（16）禁止使用小数存储货币

解读：使用整数吧，小数容易导致钱对不上

 

（17）必须使用varchar(20)存储手机号

解读：

a）涉及到区号或者国家代号，可能出现+-()

b）手机号会去做数学运算么？

c）varchar可以支持模糊查询，例如：like“138%”

 

（18）禁止使用ENUM，可使用TINYINT代替

解读：

a）增加新的ENUM值要做DDL操作

b）ENUM的内部实际存储就是整数，你以为自己定义的是字符串？

 

（19）单表索引建议控制在5个以内

 

（20）单索引字段数不允许超过5个

解读：字段超过5个时，实际已经起不到有效过滤数据的作用了

 

（21）禁止在更新十分频繁、区分度不高的属性上建立索引

解读：

a）更新会变更B+树，更新频繁的字段建立索引会大大降低数据库性能

b）“性别”这种区分度不大的属性，建立索引是没有什么意义的，不能有效过滤数据，性能与全表扫描类似

 

（22）建立组合索引，必须把区分度高的字段放在前面

解读：能够更加有效的过滤数据

 

（23）禁止使用SELECT *，只获取必要的字段，需要显示说明列属性

解读：

a）读取不需要的列会增加CPU、IO、NET消耗

b）不能有效的利用覆盖索引

c）使用SELECT *容易在增加或者删除字段后出现程序BUG

 

（24）禁止使用INSERT INTO t_xxx VALUES(xxx)，必须显示指定插入的列属性

解读：容易在增加或者删除字段后出现程序BUG

 

（25）禁止使用属性隐式转换

解读：SELECT uid FROM t_user WHERE phone=13812345678 会导致全表扫描，而不能命中phone索引，猜猜为什么？（这个线上问题不止出现过一次）

 

（26）禁止在WHERE条件的属性上使用函数或者表达式

解读：SELECT uid FROM t_user WHERE from_unixtime(day)>=‘2017-02-15‘ 会导致全表扫描

正确的写法是：SELECT uid FROM t_user WHERE day>= unix_timestamp(‘2017-02-15 00:00:00‘)

 

（27）禁止负向查询，以及%开头的模糊查询

解读：

a）负向查询条件：NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等，会导致全表扫描

b）%开头的模糊查询，会导致全表扫描

 

（28）禁止大表使用JOIN查询，禁止大表使用子查询

解读：会产生临时表，消耗较多内存与CPU，极大影响数据库性能

 

（29）禁止使用OR条件，必须改为IN查询

解读：旧版本Mysql的OR查询是不能命中索引的，即使能命中索引，为何要让数据库耗费更多的CPU帮助实施查询优化呢？

 

（30）应用程序必须捕获SQL异常，并有相应处理

 

总结：大数据量高并发的互联网业务，极大影响数据库性能的都不让用，不让用哟。

 

补充说明：

1.新库默认使用utf8mb4字符集(如果没有特殊表情图片存储之类的，还是建议使用utf8)

utf8mb4是utf8的超集，emoji表情以及部分不常见汉字在utf8下会表现为乱码，故需要升级至utf8mb4。

默认使用这个字符集的原因是：“标准，万国码，无需转码，无乱码风险”，并不“节省空间”。

一个潜在坑：阿里云上RDS服务如果要从utf8升级为utf8mb4，需要重启实例，所以58到家并没有把所有的数据库升级成这个字符集，而是“新库默认使用utf8mb4字符集”。

自搭的Mysql可以完成在线转换，而不需要重启数据库实例。

 

2.数据表、数据字段必须加入中文注释

这一点应该没有疑问。

不过也有朋友提出，加入注释会方便黑客，建议“注释写在文档里，文档和数据库同步更新”。这个建议根据经验来说是不太靠谱的：

（1）不能怕bug就不写代码，怕黑客就不写注释，对吧？

（2）文档同步更新也不太现实，还是把注释写好，代码可读性做好更可行，互联网公司的文档管理？呆过互联网公司的同学估计都清楚。

 

3.禁止使用存储过程、视图、触发器、Event

 

4.禁止使用外键，如果有外键完整性约束，需要应用程序控制

 

5.禁止大表使用JOIN查询，禁止大表使用子查询(这点表示赞同，也是网站访问量大了之后，慢慢升级才发现，这点也许很重要)

很多网友提出，这些军规不合理，完全做到不可能

如原文所述，58到家数据库30条军规的背景是“并发量大、数据量大的互联网业务”，这类业务架构设计的重点往往是吞吐量，性能优先（和钱相关的少部分业务是一致性优先），对数据库性能影响较大的数据库特性较少使用。这类场景的架构方向是“解放数据库CPU，把复杂逻辑计算放到服务层”，服务层具备更好的扩展性，容易实现“增机器就扩充性能”，数据库擅长存储与索引，勿让数据库背负过重的任务。

关于这个点，任何事情都没有百分之百，但58到家的数据库使用确实没有存储过程、视图、触发器、外键、用户自定义函数，针对业务特性设计架构，等单库吞吐量到了几千上万，就明白这些军规的重要性啦。

 

6.只允许使用内网域名，而不是ip连接数据库

这一点应该也没有疑问。

不只是数据库，缓存（memcache、redis）的连接，服务（service）的连接都必须使用内网域名，机器迁移/平滑升级/运维管理…太多太多的好处，如果朋友你还是采用ip直连的，赶紧升级到内网域名吧。

 

7.禁止使用小数存储国币

有朋友问存储前乘以100，取出后除以100是否可行，个人建议“尽量少的使用除法”。

曾经踩过这样的坑，100元分3天摊销，每天摊销100/3元，结果得到3个33.33。后来实施对账系统，始终有几分钱对不齐，郁闷了很久（不是几分钱的事，是业务方质疑的眼神让研发很不爽），最后发现是除法惹的祸。

解决方案：使用“分”作为单位，这样数据库里就是整数了。

案例：SELECT uid FROM t_user WHERE phone=13812345678 会导致全表扫描，而不能命中phone索引

这个坑大家没踩过么？

phone是varchar类型，SQL语句带入的是整形，故不会命中索引，加个引号就好了：

SELECT uid FROM t_user WHERE phone=’13812345678’

 

8.禁止使用负向查询NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等，会导致全表扫描

此军规争议比较大，部分网友反馈不这么做很多业务实现不了，稍微解释一下：

一般来说，WHERE过滤条件不会只带这么一个“负向查询条件”，还会有其他过滤条件，举个例子：查询沈剑已完成订单之外的订单（好拗口）：

　　SELECT oid FROM t_order WHERE uid=123 AND status != 1;

订单表5000w数据，但uid=123就会迅速的将数据量过滤到很少的级别（uid建立了索引），此时再接上一个负向的查询条件就无所谓了，扫描的行数本身就会很少。

但如果要查询所有已完成订单之外的订单：

SELECT oid FROM t_order WHERE status != 1;

这就挂了，立马CPU100%，status索引会失效，负向查询导致全表扫描。

 

最后，还有一个行为规范的军规：

（31）禁止使用应用程序配置文件内的帐号手工访问线上数据库

（32）禁止非DBA对线上数据库进行写操作，修改线上数据需要提交工单，由DBA执行，提交的SQL语句必须经过测试

（33）分配非DBA以只读帐号，必须通过VPN+跳板机访问授权的从库

（34）开发、测试、线上环境隔离

 

为什么要制定行为规范的军规呢，大伙的公司是不是有这样的情况：

任何研发、测试都有连接线上数据库的帐号？

是不是经常有这类误操作？

（1）本来只想update一条记录，where条件搞错，update了全部的记录

（2）本来只想delete几行记录，结果删多了，四下无人，再insert回去

（3）以为drop的是测试库，结果把线上库drop掉了

（4）以为操作的是分库x，结果SecureCRT开窗口太多，操作成了分库y

（5）写错配置文件，压力测试压到线上库了，生成了N多脏数据

…

无数的事情，结果就是打电话给DBA，让他们帮忙擦屁股。

…

所谓的“业务灵活性”都是扯淡，为什么要有行为规范？不让你带刀，不是限制你，而是保护你的安全。要相信DBA是专业的，让专业的人干专业的事情。别把DBA看做你的对立面，多和他们沟通业务场景，沟通请求读写比，沟通访问模式，他们真的能帮助到你，这是我带DBA团队的一些感触。

 

【原文链接】http://mp.weixin.qq.com/s/Yjh_fPgrjuhhOZyVtRQ-SA