database
Defination
A database is an organized collection of structured information, or data, typically stored electronically in a computer system. A database is usually controlled by a database management system (DBMS). Together, the data and the DBMS, along with the applications that are associated with them, are referred to as a database system, often shortened to just database.
Data within the most common types of databases in operation today is typically modeled in rows and columns in a series of tables to make processing and data querying efficient. The data can then be easily accessed, managed, modified, updated, controlled, and organized. Most databases use structured query language (SQL) for writing and querying data.
Common DBMS
(DataBase Management System)
Design Paradigm
三大范式（即数据库表的设计依据 ）
- 要求任何一张表必须有主键，每个字段原子性不可再分
- 建立在第一范式基础上，要求所有非主键字段完全依赖主键，不要产生部分依赖
- 建立在第二范式基础上，要求所有非主键字段直接依赖主键，不要产生传递依赖
设计数据库表的时遵循以上范式 ，可避免表中数据冗余 空间浪费
NO.1
最核心，最重要的范式，所有表的设计都需要满足。
必须有主键，并且每一个字段都是原子性不可再分。
观察下表：
| 学生编号 | 学生姓名 | 联系方式 |
|---|---|---|
| 1001 | 张三 | zs@gmail.com,1359999999 |
| 1002 | 李四 | ls@gmai1.com,13699999999 |
| 1001 | 王五 | ww@163.net,13488888888 |
该表不符合第一范式，因为：
-
学生编号重复，没有主键
-
联系方式字段不具备有原子性
正确的写法：
| 学生编号（PK) | 学生姓名 | 联系邮箱 | 联系电话 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | zs@gmail.com | 1359999999 |
| 1002 | 李四 | ls@gmai1.com | 13699999999 |
| 1003 | 王五 | ww@163.net | 13488888888 |
NO.2
| 学生编号+教师编号 （PK） | 学生姓名 | 教师姓名 |
|---|---|---|
| 1001 001 | 张三 | 王老师 |
| 1002 002 | 李四 | 赵老师 |
| 1003 001 | 王五 | 王老师 |
| 1001 002 | 张三 | 赵老师 |
观察上表
主键： 学生编号+教师编号，两个字段联合做复合主键,表满足了第一范式
但不满足第二范式，"张三"依赖1001，"王老师"依赖001，产生了部分依赖
产生部分依赖的缺点：
数据冗余，空间浪费 ,"张三"重复了，"王老师"重复了
为了使以上表满足第二范式——使用三张表表示多对多的关系
- 学生表
| 学生编号（PK） | 学生姓名 |
|---|---|
| 1001 | 张三 |
| 1002 | 李四 |
| 1003 | 王五 |
- 教师表
| 教师编号(PK) | 教师姓名 |
|---|---|
| 001 | 王老师 |
| 002 | 赵老师 |
- 学生教师关系表
| id(Pk) | 学生编号（FK） | 教师编号（FK） |
|---|---|---|
| 1 | 1001 | 001 |
| 2 | 1002 | 002 |
| 3 | 1003 | 001 |
| 4 | 1001 | 002 |
多对多设计：多对多，三张表，关系表两个外键
NO.3
| 学生编号(PK) | 学生姓名 | 班级编号 | 班级名称 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 01 | 一年一班 |
| 1002 | 李四 | 02 | 一年二班 |
| 1003 | 王五 | 03 | 一年三班 |
| 1004 | 赵六 | 03 | 一年三班 |
分析以上的表：
一年一班依赖01,而01依赖1001，产生了传递依赖 这不符合第三范式的要求 造成数据冗余
正确设计一对多：
班级表（一）
| 班级编号 | 班级名称 |
|---|---|
| 01 | 一年一班 |
| 02 | 一年二班 |
| 03 | 一年三班 |
| 03 | 一年三班 |
学生表（多）
| 学生编号(PK) | 学生姓名 | 班级编号（PK） |
|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 01 |
| 1002 | 李四 | 02 |
| 1003 | 王五 | 03 |
| 1004 | 赵六 | 03 |
一对多，两张表，多的表加外键
在实际的开发中，可能存在一张表字段太多，太庞大，这个时候也要拆分表
没有拆分表之前：一张t_user表:
| id | login_name | login_pwd | real_name | email_address | ... | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | sansan | 12345 | zhangsan | zs@qq.com | ... |
这种庞大的表建议拆分为两张：
-
t_1ogin: 登录信息表
-
t_user: 用户详细信息表
登录信息表t_login
| id(pk) | login_name | login_pwd |
|---|---|---|
| 1 | zhangsan | 123 |
| 2 | lisi | 123 |
用户详细信息表 t_user
| id(pk) | real name | email_address | login_id(FK+unique) |
|---|---|---|---|
| 100 | 张三 | zhangsan@xxx | 1 |
| 200 | 李四 | lisi@xxx | 2 |
Summary
- 一对多：
- 一对多两张表，多的表加外键
- 多对多：
- 多对多，三张表，关系表两个外键
- 一对一：
- 外键唯一
Note!
数据库设计三范式是理论上的 实践和理论有的时候有偏差。
最终的目的是为了满足客户的需求，有的时候会拿冗余换执行速度
因为在SQL当中，表和表之间连接次数越多，效率越低 （笛卡尔积）
为了减少表的连接次数而存在数据冗余，这样做也是合理的，
并且对于开发人员来说，SQL语句的编写难度也会降低。
Connection Pooling
Database connection-pooling is a way to reduce the cost of opening and closing connections by maintaining a “pool” of open connections that can be passed from database operation to database operation as needed.