如何设计一个高效可用的数据库

数据库的设计不合理会导致一张数据表的重复数据很多，系统虽然能够运行，承载能力却很差，稍微有点流量，就会出现内存不足、CUP 使用率飙升的情况，甚至会导致整个项目失败。因此要想设计好数据库，就需要了解数据库设计的三大范式

一个冗余的数据库案例

第一范式

所有的字段都是基本数据字段，不可进一步拆分。

在上面这个表中，“property”这一字段可以继续拆分。其他字段已经都是基本数据字段，不能再拆了。经过优化，我们把“property”这一字段，拆分成“specification（规格）”和“unit（单位）”

第二范式

第二范式要求，在满足第一范式的基础上，还要满足数据表里的每一条数据记录，都是可唯一标识的。而且所有字段，都必须完全依赖主键，不能只依赖主键的一部分

根据这个要求，我们可以对表进行重新设计。

重新设计的第一步，就是要确定这个表的主键。通过观察发现，字段“listnumber”+“barcode”可以唯一标识每一条记录，可以作为主键。确定好了主键以后，我们判断一下，哪些字段完全依赖主键，哪些字段只依赖于主键的一部分。同时，把只依赖于主键一部分的字段拆分出去，形成新的数据表。

首先，进货单明细表里面的“goodsname”“specification”“unit”这些信息是商品的属性，只依赖于“barcode”，不完全依赖主键，可以拆分出去。我们把这 3 个字段加上它们所依赖的字段“barcode”，拆分形成一个新的数据表“商品信息表”。

这样一来，原来的数据表就被拆分成了两个表

同样道理，字段“supplierid”“suppliername”“stock”只依赖于“listnumber”，不完全依赖于主键，所以，我们可以把“supplierid”“suppliername”“stock”这 3个字段拆出去，再加上它们依赖的字段“listnumber”，就形成了一个新的表“进货单头表”。剩下的字段，会组成新的表，我们叫它“进货单明细表”。

这样一来，原来的数据表就拆分成了 3 个表

进货单头表

进货单明细表

商品信息表

第三范式

如果你仔细看的话，会发现，我们的进货单头表，还有数据冗余的可能。因为“suppliername”依赖“supplierid”。那么，这个时候，就可以按照第三范式的原则进行拆分了。

第三范式要求数据表在满足第二范式的基础上，不能包含那些可以由非主键字段派生出来的字段，或者说，不能存在依赖于非主键字段的字段。在刚刚的进货单头表中，字段“suppliername”依赖于非主键字段“supplierid”。因此，这个表不满足第三范式的要求。

那接下来，我们就进一步拆分下进货单头表，把它拆解成供货商表和进货单头表。

供货商表

进货单头表

这样一来，供货商表和进货单头表中的所有字段，都完全依赖于主键，不存在任何一个字段依赖于非主键字段的情况了。所以，这 2 个表就都满足第三范式的要求了。

总结

第一范式：数据表中所有字段都是不可拆分的基本数据项

第二范式：在满足第一范式的基础上，数据表中所有非主键字段，必须完全依赖全部主键字段，不能存在部分依赖主键字段的字段。

第三范式：在满足第二范式的基础上，数据表中不能存在可以被其他非主键字段派生出来的字段，或者说，不能存在依赖于非主键字段的字段。