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这篇文章主要介绍 Schema 与数据类型优化的方法,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!
schema 就是数据库对象的集合,这个集合包含了各种对象如:表、视图、存储过程、索引等。为了区分不同的集合,就需要给不同的集合起不同的名字,默认情况下一个用户对应一个集合,用户的 schema 名等于用户名,并作为该用户缺省 schema。所以 schema 集合看上去像用户名。
如果把 database 看作是一个仓库,仓库很多房间(schema),一个 schema 代表一个房间,table 可以看作是每个房间中的储物柜,user 是每个 schema 的主人,有操作数据库中每个房间的权利,就是说每个数据库映射的 user 有每个 schema(房间)的钥匙。SQL server 和 Oracle mysql 有别
4.1 选择优化的数据类型原则:
1、更小的通过更好,尽量使用可正确存储数据的最小的数据类型(占更少的磁盘 内存 CPU 缓存,处理时需要 CPU 周期更少:更快),但能罩得住数据,存不下就尴尬了
2、简单就好:简单类型(更少 CPU 周期),使用 MySQL 内建类型存时间,整型存 ip,整型较字符代价低(字符集和校对排序规则使字符较复杂)
3、尽量避免 null:最好指定为 not null
*)null 列使用更多的存储空间,mysql 里需要特殊处理
*)null 使索引、索引统计和值比较更复杂;可为 null 的列被索引时,每个索引记录需额外的字节
例外:InnoDB 使用单独位 bit 存储 null,so 对于稀疏数据(很多值为 null)有很好的空间效率,不适合 MyISAM
4.1.1 整数类型【参考】整数 whole number
tinyint(8 位存储空间) smallint(16) mediumint(24) int(32) bigint(64)
1、存储值的范围:,N 是存储空间的位数
2、unsigned:可选、不容许负值,可使正数的上限提高一倍:tinyint unsigned 0~255,tinyint-128~127
3、有无符号使用相同的存储空间,相同的性能
可为整型指定宽度,例如 INT(11),对于大多数应用无意义,不会限制值的合法范围,只是规定了交互工具显示字符的个数,对于存储和计算,int(1)和 int(20)是相同的;
实数 real number:带小数
float 和 double,mysql 使用 duble 作为内部浮点计算的类型
decimal:存储精确的小数,mysql 服务器自身实现,decimal(18,9)18 位,9 位小数,9 个字节(前 4 后 4 点 1)
尽量只在对小数进行精确计算时才使用(额外的空间和计算开销),如财务数据
数据量大时,考虑使用 bigint 代替,将需要存储的货币单位据小数的位数乘以相应的倍数
浮点:
建议:只指定类型、不定精度(mysql),这些精度非标准,mysql 会悄选类型、或存时对值取舍
存储同样范围的值时,比 decimal 更少的空间,float4 字节存 double8 字节(更高精度范围)
4.1.3 字符串类型 varchar 和 char:
前提:innodb 和 myisam 引擎,最主要的字符串类型
磁盘存储:存储引擎存储的方式与在内存、磁盘上的不能不一样,所以 mysql 服务器从引擎取值需转格式
varchar:
1、存储可变字符串,比定长节省空间(仅使用必要的空间),但如果表使用 row_format=fixed,行会定长存储
2、需使用 1 / 2 额外字节记录字符串长度;1)列 max 长度 =255 字节,1 字节表示,否 2 字节,2)采用 latinl 字符集,varchar(10)列需 11 个字节的存储空间,varchar(1000)1002 字节,2 字节存储长度信息
3、节省存储空间,利于性能;但在 update 可能使行变得比原来更长、需做额外工作
合适的情况:
1)字符串列最大长度比平均长度大很多;2)列的更新少(不担心碎片);3)使用 UTF- 8 字符串,每个字符均使用不同的字节数存储
char:
1、定长,据长度分配空间,删除 all 末尾空格;长度不够、空格填充
2、存储空间上更有效率,char(1)来存储只有 Y N 的值 1 个字节,varchar2 字节,还有一个记录长度
适合的情况:
1)适合存储很短的字符串;2)或 all 值接近同一个长度;3)经常变更的数据,存储不易碎片
对应空格、存储:
char 类型存储时末尾空格被删;数据如何存储取决于存储引擎,Memory 引擎只支持定长的行(最大长度分配空间)
binary,varbinary:存储二进制字符串,字节码,长度不够、\0 来凑(不是空格)检索时不会去
慷慨不是明智的:varchar(5)和 varchar(100)存储‘hell’空间开销一样,长的列消耗更多内存
blob 和 text:大数据
分别用二进制和字符方式存储,分别属于两组不同的数据类型:字符类型:tinytext、smalltext、text、mediumtext、longtext,对应的二进制类型是 tinyblob、smallblob、blob、mediumblob、longblob,两类仅有的不同:blob 类型存储的是二进制,无排序规则或字符集,text 有字符串 排序规则;
MySQL 会把每个 blob 和 text 当做独立的对象处理,存储引擎存储时会做特殊处理,当值太大,innoDB 使用专门的外部存储区域进行存储,此时每个值在行内需要 1~4 个字节存储一个指针,然后在外部存储实际的值;
mysql 对他们的列排序:只对每列前 max_sort_length 字节排序;且不能将列全部长度的字符串进行索引,也不能使用这些索引消除排序;
如果 explain 执行计划的 extra 包含 using temporary:这个查询使用了隐式临时表
使用 enum 代替字符串类型
定义时指定取值范围,对 1~255 个成员的枚举需要 1 个字节存储;对于 256~65535 个成员,需要 2 个字节存储。最多可以有 65535 个成员,ENUM 类型只能从成员中选择一个;和 set 相似
可把不重复的固定的字符串存储成一个预定义的集合,mysql 在存储枚举时会据列表值的数量压缩到 1 / 2 字节中,在内部会将每个值在列表中的位置保存为整数(从 1 开始,必须进行查找才能转换为字符串,开销、列表小 可控),且在表的.frm 文件中保持“数字 - 字符串”映射关系的“查找表”;
将一个数字存储到一个 ENUM 中,数字被当作为一个索引值,并且存储的值是该索引值所对应的枚举成员:在一个 ENUM 字符串中存储数字是不明智的,因为它可能会打乱思维;ENUM 值依照列规格说明中的列表顺序进行排序。(ENUM 值依照它们的索引号排序。)举例来说,对于 ENUM(a , b) a 排在 b 后,但是对于 ENUM(b , a),b 却排在 a 之前。空字符串排在非空字符串前,NULL 值排在其它所有的枚举值前。为了防止意想不到的结果,建议依照字母的顺序定义 ENUM 列表。也可以通过使用 GROUP BY CONCAT(col) 来确定该以字母顺序排序而不是以索引值。【源】
排序时安装创建表时的顺序排序的(应该是);枚举最不好的地方:字符串列表是固定的,添加删除字符串须使用 alter table;在‘查找表’时采用整数主键避免基于字符串的值进行关联;
4.1.4 日期和时间 datetime:大范围的值 1001 9999 s YYYYMMDDHHMMSS 与时区无关 8 字节
默认,以可排序、无歧义的格式显示 datetime:2008-01-02 22:33:44
timestamp:1970 2038,1970 1 1 以来的秒数,时区 4 字节
from_unixtime 将 unix 时间戳转日期,unix_timestamp 将日期转 unix 时间戳
插入时没有指定第一个 timestamp 列的值,设置为当前时间,插入记录时,默认更新第一个 timestamp 列的值,timestamp 类为 not null,尽量使用 timestamp(空间效率高);
可以使用 bigint 类型存储微妙级别的时间戳,或 double 存秒之后的小数部分,或使用 MariaDB 代替 MySQL;
4.1.5 位 bit:mysql5.0
前与 tinyint 同义词,新特性
bit(1)单个位的字段,bit(2)2 个位,最大长度 64 个位
行为因存储引擎而异,MyISAM 打包存储 all 的 BIT 列(17 个单独的 bit 列只需要 17 个位存储,myisam3 字节 ok),其他引擎 Memory 和 innoDB 为每 bit 列使用足够存储的最小整数类型来存放,不节省存储空间;
mysql 把 bit 当做字符串类型,检索 bit(1)值、结果是包含二进制 0 / 1 的字符串,数字上下文的场景检索,将字符串转成数字,大部分应用,best 避免使用;
set
创建表时,就指定 SET 类型的取值范围:属性名 SET(值 1 , 值 2 , 值 3 …, 值 n),“值 n”参数表示列表中的第 n 个值,这些值末尾的空格将会被系统直接删除,字段元素顺序 系统自动按照定义时的顺序显示 重复 只存一次。
其基本形式与 ENUM 类型一样。SET 类型的值可以取列表中的一个元素或者多个元素的组合。取多个元素时,不同元素之间用逗号隔开。SET 类型的值最多只能是有 64 个元素构成的组合,根据成员的不同,存储上也有所不同:【参考,同 enum】
1~8 成员的集合,占 1 个字节。9~16 成员的集合,占 2 个字节。17~24 成员的集合,占 3 个字节。25~32 成员的集合,占 4 个字节。33~64 成员的集合,占 8 个字节。
需要保持很多 true、false 值,可考虑合并这些列到 set 类型,在 mysql 内部以一系列打包的位的集合来表示的(有效利用存储空间)且 mysql 有 find_in_set、field 函数,方便在查询中使用;
缺点:改变列的定义代价高,需要 alter table,无法再 set 上通索引查找
在整数列按位操作:
代替 set 的方式:使用整数包装一系列的位:可把 8 个位包装到 tinyint 中,且按位操作来使用,为位定义名称常量来简化这个工作,但是这样查询语句较难写且难理解
4.1.6 选择标识符 identifier 标识列:自增长列【源】
1)可不用手动插入值,系统提供默认序列值;2)不要求和主键搭配 ; 3)要求是 unique key;
4)一个表最多一个;5)类型只能是数值;5)可通过 set auto_increment_increment=3;
选择标识列类型时
考虑存储类型、mysql 对这种类型怎么执行计算和比较,确定后确保在 all 关联表中使用 same 类型,类型间要精确匹配;
技巧:
1、整数类型:整数通常最好的选择,很快且可使用 auto_increment
2、enum 和 set 类型,存储固定信息
3、字符串:避免,耗空间较数字慢,myisam 表特别小心(默认对字符串压缩使用、查询慢)
1)完全“随机”字符串 MD5/SHA1/UUID 函数生成的新值 会任意分布在很大的空间内,导致 insert 及部分的 select 变慢:插入值随机的写到索引的不同位置,insert 变慢(页分裂 磁盘随机访问 聚簇索引碎片);select 变慢、逻辑上相邻的行分布在磁盘和内存不同的地方;随机值导致缓存对 all 类型的查询语句效果都变差(使缓存赖以工作的访问局部性原理失效)
聚簇索引,实际存储的循序结构与数据存储的物理结构一致,通常来说物理顺序结构只有一种,一个表的聚簇索引也只能有一个,通常默认都是主键,设置了主键,系统默认就为你加上了聚簇索引;【源】
非聚簇索引记录的物理顺序与逻辑顺序没有必然的联系,与数据的存储物理结构没有关系;一个表对应的非聚簇索引可以有多条,根据不同列的约束可以建立不同要求的非聚簇索引;
2)存储 uuid,移除 - 符号,或者用 unhex 转换 uuid 值为 16 字节的数字,且存储在 binary(16)列中,检索时通过 hex 函数格式化为 16 进制格式;
UUID 生成的值与加密散列函数 (sha1) 生成的值不同特征:uuid 分布不均匀,有一定顺序,不如递增整数
当心自动生成的 schema:
严重性能问题,很大的 varchar、关联列不同的类型;
orm 会存储任意类型的数据到任意类型的后端数据存储中,并没有设计使用更优的类型存储,有时为每个对象每个属性使用单独行,设置使用基于时间戳的版本控制,导致单个属性会有多个版本存在;权衡
4.1.7 特殊类型数据:空
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