關(guān)系模型

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是建立在關(guān)系模型上的。而關(guān)系模型本質(zhì)上就是若干個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的二維表，可以把它們看作很多Excel表。

表的每一行稱為記錄（Record），記錄是一個(gè)邏輯意義上的數(shù)據(jù)。

表的每一列稱為字段（Column），同一個(gè)表的每一行記錄都擁有相同的若干字段。

字段定義了數(shù)據(jù)類型（整型、浮點(diǎn)型、字符串、日期等），以及是否允許為NULL。注意NULL表示字段數(shù)據(jù)不存在。一個(gè)整型字段如果為NULL不表示它的值為0，同樣的，一個(gè)字符串型字段為NULL也不表示它的值為空串''。

通常情況下，字段應(yīng)該避免允許為NULL。不允許為NULL可以簡(jiǎn)化查詢條件，加快查詢速度，也利于應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)后無需判斷是否為NULL。

和Excel表有所不同的是，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的表和表之間需要建立“一對(duì)多”，“多對(duì)一”和“一對(duì)一”的關(guān)系，這樣才能夠按照應(yīng)用程序的邏輯來組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)系是通過主鍵和外鍵來維護(hù)的。

主鍵

例如，假設(shè)我們把name字段作為主鍵，那么通過名字小明或小紅就能唯一確定一條記錄。但是，這么設(shè)定，就沒法存儲(chǔ)同名的同學(xué)了，因?yàn)椴迦胂嗤麈I的兩條記錄是不被允許的。

對(duì)主鍵的要求，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是：記錄一旦插入到表中，主鍵最好不要再修改，因?yàn)橹麈I是用來唯一定位記錄的，修改了主鍵，會(huì)造成一系列的影響。

由于主鍵的作用十分重要，如何選取主鍵會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)開發(fā)產(chǎn)生重要影響。如果我們以學(xué)生的身份證號(hào)作為主鍵，似乎能唯一定位記錄。然而，身份證號(hào)也是一種業(yè)務(wù)場(chǎng)景，如果身份證號(hào)升位了，或者需要變更，作為主鍵，不得不修改的時(shí)候，就會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

所以，選取主鍵的一個(gè)基本原則是：不使用任何業(yè)務(wù)相關(guān)的字段作為主鍵。

因此，身份證號(hào)、手機(jī)號(hào)、郵箱地址這些看上去可以唯一的字段，均不可用作主鍵。

作為主鍵最好是完全業(yè)務(wù)無關(guān)的字段，我們一般把這個(gè)字段命名為id。

外鍵

一對(duì)多

當(dāng)我們用主鍵唯一標(biāo)識(shí)記錄時(shí)，我們就可以在students表中確定任意一個(gè)學(xué)生的記錄：

我們還可以在classes表中確定任意一個(gè)班級(jí)記錄：

但是我們?nèi)绾未_定students表的一條記錄，例如，id=1的小明，屬于哪個(gè)班級(jí)呢？

由于一個(gè)班級(jí)可以有多個(gè)學(xué)生，在關(guān)系模型中，這兩個(gè)表的關(guān)系可以稱為“一對(duì)多”，即一個(gè)classes的記錄可以對(duì)應(yīng)多個(gè)students表的記錄。

為了表達(dá)這種一對(duì)多的關(guān)系，我們需要在students表中加入一列class_id，讓它的值與classes表的某條記錄相對(duì)應(yīng)：

這樣，我們就可以根據(jù)class_id這個(gè)列直接定位出一個(gè)students表的記錄應(yīng)該對(duì)應(yīng)到classes的哪條記錄。

例如：

小明的class_id是1，因此，對(duì)應(yīng)的classes表的記錄是id=1的一班；小紅的class_id是1，因此，對(duì)應(yīng)的classes表的記錄是id=1的一班；小白的class_id是2，因此，對(duì)應(yīng)的classes表的記錄是id=2的二班。

在students表中，通過class_id的字段，可以把數(shù)據(jù)與另一張表關(guān)聯(lián)起來，這種列稱為外鍵。

外鍵并不是通過列名實(shí)現(xiàn)的，而是通過定義外鍵約束實(shí)現(xiàn)的：

ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT fk_class_id
FOREIGN KEY (class_id)
REFERENCES classes(id)

其中，外鍵約束的名稱fk_class_id可以任意，FOREIGN KEY (class_id)指定了class_id作為外鍵，REFERENCES classes (id)指定了這個(gè)外鍵將關(guān)聯(lián)到classes表的id列（即classes表的主鍵）。

通過定義外鍵約束，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)可以保證無法插入無效的數(shù)據(jù)。**即如果classes表不存在id=99的記錄，students表就無法插入class_id=99的記錄。

由于外鍵約束會(huì)降低數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，大部分互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序?yàn)榱俗非笏俣?，并不設(shè)置外鍵約束，而是僅靠應(yīng)用程序自身來保證邏輯的正確性。這種情況下，class_id僅僅是一個(gè)普通的列，只是它起到了外鍵的作用而已。

要?jiǎng)h除一個(gè)外鍵約束，也是通過ALTER TABLE實(shí)現(xiàn)的：

ALTER TABLE students
DROP FOREIGN KEY fk_class_id

注意：刪除外鍵約束并沒有刪除外鍵這一列。刪除列是通過DROP COLUMN ...實(shí)現(xiàn)的。

多對(duì)多

通過一個(gè)表的外鍵關(guān)聯(lián)到另一個(gè)表，我們可以定義出一對(duì)多關(guān)系。有些時(shí)候，還需要定義“多對(duì)多”關(guān)系。例如，一個(gè)老師可以對(duì)應(yīng)多個(gè)班級(jí)，一個(gè)班級(jí)也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)老師，因此，班級(jí)表和老師表存在多對(duì)多關(guān)系。

多對(duì)多關(guān)系實(shí)際上是通過兩個(gè)一對(duì)多關(guān)系實(shí)現(xiàn)的，即通過一個(gè)中間表，關(guān)聯(lián)兩個(gè)一對(duì)多關(guān)系，就形成了多對(duì)多關(guān)系

一對(duì)一

一對(duì)一關(guān)系是指，一個(gè)表的記錄對(duì)應(yīng)到另一個(gè)表的唯一一個(gè)記錄。

細(xì)心的話會(huì)發(fā)現(xiàn)，既然是一對(duì)一關(guān)系，那為啥不給students表增加一個(gè)mobile列，這樣就能合二為一了？

如果業(yè)務(wù)允許，完全可以把兩個(gè)表合為一個(gè)表。但是，有些時(shí)候，如果某個(gè)學(xué)生沒有手機(jī)號(hào)，那么，contacts表就不存在對(duì)應(yīng)的記錄。實(shí)際上，一對(duì)一關(guān)系準(zhǔn)確地說，是contacts表一對(duì)一對(duì)應(yīng)students表。

還有一些應(yīng)用會(huì)把一個(gè)大表拆成兩個(gè)一對(duì)一的表，目的是把經(jīng)常讀取和不經(jīng)常讀取的字段分開，以獲得更高的性能。例如，把一個(gè)大的用戶表分拆為用戶基本信息表user_info和用戶詳細(xì)信息表user_profiles，大部分時(shí)候，只需要查詢user_info表，并不需要查詢user_profiles表，這樣就提高了查詢速度。

總結(jié)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通過外鍵可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多、多對(duì)多和一對(duì)一的關(guān)系。外鍵既可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)來約束，也可以不設(shè)置約束，僅依靠應(yīng)用程序的邏輯來保證。

索引

索引的概念與用法

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果有上萬甚至上億條記錄，在查找記錄的時(shí)候，想要獲得非常快的速度，就需要使用索引。

索引是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)某一列或多個(gè)列的值進(jìn)行預(yù)排序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。**通過使用索引，可以讓數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不必掃描整個(gè)表，而是直接定位到符合條件的記錄，這樣就大大加快了查詢速度。

例如，對(duì)于students表：

如果要經(jīng)常根據(jù)score列進(jìn)行查詢，就可以對(duì)score列創(chuàng)建索引：

ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_score(score);

使用ADD INDEX idx_score (score)就創(chuàng)建了一個(gè)名稱為idx_score，使用列score的索引。

索引名稱是任意的，索引如果有多列，可以在括號(hào)里依次寫上。

ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_name_score (name, score);

索引的效率取決于索引列的值是否散列，即該列的值如果越互不相同，那么索引效率越高。**反過來，如果記錄的列存在大量相同的值，例如gender列，大約一半的記錄值是M，另一半是F，因此，對(duì)該列創(chuàng)建索引就沒有意義。

可以對(duì)一張表創(chuàng)建多個(gè)索引。索引的優(yōu)點(diǎn)是提高了查詢效率，缺點(diǎn)是在插入、更新和刪除記錄時(shí)，需要同時(shí)修改索引，因此，索引越多，插入、更新和刪除記錄的速度就越慢。

對(duì)于主鍵，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)對(duì)其創(chuàng)建主鍵索引。使用主鍵索引的效率是最高的，因?yàn)橹麈I會(huì)保證絕對(duì)唯一。

唯一索引

在設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)表的時(shí)候，看上去唯一的列，例如身份證號(hào)、郵箱地址等，因?yàn)樗麄兙哂袠I(yè)務(wù)含義，因此不宜作為主鍵。

但是，這些列根據(jù)業(yè)務(wù)要求，又具有唯一性約束：即不能出現(xiàn)兩條記錄存儲(chǔ)了同一個(gè)身份證號(hào)。這個(gè)時(shí)候，就可以給該列添加一個(gè)唯一索引。例如，我們假設(shè)students表的name不能重復(fù)：

ALTER TABLE students
ADD UNIQUE INDEX uni_name(name);

通過UNIQUE關(guān)鍵字我們就添加了一個(gè)唯一索引。

也可以只對(duì)某一列添加一個(gè)唯一約束而不創(chuàng)建唯一索引：

ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT uni_name UNIQUE (name);

這種情況下，name列沒有索引，但仍然具有唯一性保證。

無論是否創(chuàng)建索引，對(duì)于用戶和應(yīng)用程序來說，使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)不會(huì)有任何區(qū)別。

這里的意思是說，當(dāng)我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)中查詢時(shí)，如果有相應(yīng)的索引可用，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)使用索引來提高查詢效率，如果沒有索引，查詢也能正常執(zhí)行，只是速度會(huì)變慢。

因此，索引可以在使用數(shù)據(jù)庫(kù)的過程中逐步優(yōu)化。

Tips

1.通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表創(chuàng)建索引，可以提高查詢速度。但索引越多，插入和更新的速度越慢。

2.索引加得不好，查詢不會(huì)變快，甚至?xí)兟?/p>

3.通過創(chuàng)建唯一索引，可以保證某一列的值具有唯一性。

4.數(shù)據(jù)庫(kù)索引對(duì)于用戶和應(yīng)用程序來說都是透明的。

以上就是SQL關(guān)系模型的知識(shí)梳理總結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于SQL關(guān)系模型的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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