本专栏将从基础开始，循序渐进，讲解数据库的基本概念以及使用，希望大家都能够从中有所收获，也请大家多多支持。
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数据库设计三大范式

目标

能够理解三大范式

好的数据库设计对数据的存储性能和后期的程序开发，都会产生重要的影响。建立科学的，规范的数据库就需要满足一些规则来优化数据的设计和存储，这些规则就称为范式。

1NF

概述

数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项，不能是集合、数组等非原子数据项。即表中的某个列有多个值时，必须拆分为不同的列。简而言之，第一范式每一列不可再拆分，称为原子性

应用

总结

如果不遵守第一范式，查询出数据还需要进一步处理（查询不方便）。遵守第一范式，需要什么字段的数据就查询什么数据（方便查询）

2NF

概述

**在满足第一范式的前提下，表中的每一个字段都完全依赖于主键。**所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主键一部分的列。简而言之，第二范式就是在第一范式的基础上所有列完全依赖于主键列。当存在一个复合主键包含多个主键列的时候，才会发生不符合第二范式的情况。比如有一个主键有两个列，不能存在这样的属性，它只依赖于其中一个列，这就是不符合第二范式。

简而言之,第二范式需要满足:

一张表只描述一件事情
表中的每一个列都依赖于主键

应用

总结

如果不准守第二范式，数据冗余，相同数据无法区分。遵守第二范式减少数据冗余，通过主键区分相同数据。

3NF

概述

在满足第二范式的前提下，表中的每一列都直接依赖于主键，而不是通过其它的列来间接依赖于主键。简而言之，第三范式就是所有列不依赖于其它非主键列，也就是在满足2NF的基础上，任何非主列不得传递依赖于主键。所谓传递依赖，指的是如果存在"A → B → C"的决定关系，则C传递依赖于A。因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：主键列 → 非主键列x → 非主键列y

应用

总结

如果不准守第三范式，可能会有相同数据无法区分，修改数据的时候多张表都需要修改（不方便修改）。遵守第三范式通过id可以区分相同数据，修改数据的时候只需要修改一张表（方便修改）。

小结

Sql优化

Sql索引

索引的作用是“排列好次序，使得查询时可以快速找到”

唯一索引：被索引的字段组合，其数据在全表中唯一。

非唯一索引

被索引的数据列包含重复的值。比如说，因为人有可能同名，所以同一个姓名在同一个“员工个人资料”数据表里可能出现两次或更多次。普通索引的唯一任务是加快对数据的访问速度。因此，应该只为那些最经常出现在查询条件或排序条件中的数据列创建索引。只要有可能，就应该选择一个数据最整齐、最紧凑的数据列（如一个整数类型的数据列）来创建索引。

如下表中，为Score建索引：

Score | Name
--------------------
98 张三
98 李四
96 王五

在表上创建一个简单的索引,允许使用重复的值：

CREATE INDEX index_name
ON table_name (column_name)#column_name为需要索引的列

#如果索引为多个值
CREATE INDEX index_name
ON Person (column_name1, column_name2)

如果希望以降序索引某个列中的值，在列名称之后添加保留字 DESC：

CREATE INDEX PersonIndex
ON Person (LastName DESC)

唯一索引

如果能确定某个数据列的值各不相同，在为这个数据列创建索引的时候就应该用关键字UNIQUE把它定义为一个唯一索引。这么做的好处：一是简化了MySQL对这个索引的管理工作，这个索引也因此而变得更有效率；二是MySQL会在有新记录插入数据表时，自动检查新记录的这个字段的值是否已经在某个记录的这个字段里出现过了；如果是，MySQL将拒绝插入那条新记录。也就是说，唯一索引可以保证数据记录的唯一性。事实上，在许多场合，人们创建唯一索引的目的往往不是为了提高访问速度，而只是为了避免数据出现重复。

如下表中，为学号建索引：

学号姓名
-----------------------
001 张三
002 李四

在表上创建一个唯一的索引,唯一的索引意味值不能有重复:

CREATE UNIQUE INDEX index_name
ON table_name (column_name)

主键索引

主键索引是唯一索引的特殊类型。
数据库表通常有一列或列组合，其值用来唯一标识表中的每一行。该列称为表的主键。
在数据库关系图中为表定义一个主键将自动创建主键索引，主键索引是唯一索引的特殊类型。主键索引要求主键中的每个值是唯一的。当在查询中使用主键索引时，它还允许快速访问数据。

CREATE INDEX 语句用于在表中创建索引。

在不读取整个表的情况下，索引使数据库应用程序可以更快地查找数据。

注意:更新一个包含索引的表需要比更新一个没有索引的表更多的时间，这是由于索引本身也需要更新。因此，理想的做法是仅仅在常常被搜索的列（以及表）上面创建索引。

删除索引

drop index userNameIndex on t_user;

limit 为什么会影响性能？

表结构：

mysql> desc test;
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field  | Type                | Null | Key | Default | Extra          |
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
| id     | bigint(20) unsigned | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| val    | int(10) unsigned    | NO   | MUL | 0       |                |
| source | int(10) unsigned    | NO   |     | 0       |                |
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
3 rows in set (0.00 sec)

id为自增主键，val为非唯一索引。

灌入大量数据，共500万

mysql> select count(*) from test;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|  5242882 |
+----------+
1 row in set (4.25 sec)

我们知道，当limit offset rows中的offset很大时，会出现效率问题：

mysql> select * from test where val=4 limit 300000,5;
+---------+-----+--------+
| id      | val | source |
+---------+-----+--------+
| 3327622 |   4 |      4 |
| 3327632 |   4 |      4 |
| 3327642 |   4 |      4 |
| 3327652 |   4 |      4 |
| 3327662 |   4 |      4 |
+---------+-----+--------+
5 rows in set (15.98 sec)

为了达到相同的目的，我们一般会改写成如下语句：

mysql> select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id;
+---------+-----+--------+---------+
| id      | val | source | id      |
+---------+-----+--------+---------+
| 3327622 |   4 |      4 | 3327622 |
| 3327632 |   4 |      4 | 3327632 |
| 3327642 |   4 |      4 | 3327642 |
| 3327652 |   4 |      4 | 3327652 |
| 3327662 |   4 |      4 | 3327662 |
+---------+-----+--------+---------+
5 rows in set (0.38 sec)

时间相差很明显。

Sql其他

关闭和开启外键约束

SET foreign_key_checks = 0; #先设置外键约束检查关闭

drop table t_user;

SET foreign_key_checks = 1; #开启外键约束检查，以保持表结构完整性

MySql数据库设计三大范式及sql优化

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