Shema与数据类型优化

1、优化的数据类型（只列举了常用的数据类型）
1.1整数类型
整数类型有：TINYINT, SMALLINT, MEDIUMINT, INT, BIGINT 。分别使用8，16，24，32，64位存储空间，存储的值的范围是从-2^(N-1) 到 2^(N-1)-1，其中N 是存储空间的位数。
整数类型有可选的UNSIGNED属性，表示不允许负值，可以让正数的上限提高一倍。例如 TINYINT，UNSIGNED可以存储的范围是0-255，而TINYINT的存储范围是-128~127。
有符号和无符号类型使用相同的存储空间，并具有相同的性能，因此可以根基实际情况选择合适的类型。
MySQL可以为整数类型指定宽度，例如INT(11)，但实际上对大多数应用是没有意义的：它不会限制值的合法范围，只是规定了MySQL的一些交互工具（例如MySQL命令行客户端）用来显示字符的个数。对于存储和计算来说，INT(1)和INT(20)是相同的。

  1.2 字符串类型VARCHARVARCHAR用于存储可变长字符串，是最常见的字符串数据类型，它比定长类型更节省空间，因为它仅使用必要的空间（越短的字符串使用越少的空间）。有一种情况例外，如果MySQL表使用ROW_FORMAT=FIXED创建的话，每一行都会使用定长存储，这会很浪费空间。VARCHAR需要使用1或2个额外字节记录字符串的长度：如果列的最大长度小于或等于255字节，则只使用1个字节表示，否则使用2个字节。虽然VARCHAR节省了存储空间，对性能有帮助。但是，由于行是变长的，在UPDATE时可能使行变的比原来更长，这需要做额外的工作。如果一个行占用的空间增长，并且在页内没有更多的空间可以存储，在这种情况下，不同的存储引擎的处理方式是不一样的。例如，MyISAM会将行拆分成不同的片段存储，InnoDB需要分裂页来使行可以放进页内。适合使用VARCHAR的情况：字符串的最大长度比平均长度大很多；列的更新很少，所以碎片不是问题；使用UTF-8复杂的字符集，每个字符使用不同的字节数进行存储。在5.0或者更高版本，MySQL在存储和检索时会保留末尾空格。InnoDB则更灵活，它可以把过长的VARVHAR存储为BLOB。CHARCHAR类型是定长的：MySQL会根据定义的字符串长度分配足够的空间。当存储CHAR值时，MySQL会删除所有的末尾空格，CHAR适合存储很短的字符串，或者所有值都接近同一个长度，例如：CHAR非常适合存储密码的MD5值，因为这是一个定长的值。对于经常变更的数据，CHAR也比VARCHAR更好，因为定长的CHAR类型不容易产生碎片。对于非常短的列，CHAR比VARCHAR在存储空间上也更有效率。例如用CHAR(1)来存储只有Y和N的值，如果采用CHAR类型只需要一个字节，但是VARCHAR（1）却需要两个字节，因为还有一个记录长度的额外字节。1.3日期和时间类型DATETIME这个类型能保存大范围的值，从1001到9999年，精度为秒。它把日期和时间封装到格式为YYYYMMDDHHMMSS的数据种，与时区无关。使用8个字节的存储空间。默认情况下，MySQL以一种可排序的，无歧义的格式显示DATETIME值，例如“2009-12-01 12:22:04”。TIMESTAMPTIMESTAMP类型保存从1970年1月1日午夜以来的秒数，它和UNIX时间戳相同。TIMESTAMP只使用4个字节的存储空间，只能表示从1970年到2038年。MySQL提供了FROM_UNIXTIME()函数把UNIX时间戳转换为日期，并提供了UNIX_TIMESTAMP（）函数把日期转换为UNIX时间戳。TIMESTAMP显示值会依赖时区，不同的时区显示的值不一样。TIMESTAMP也有DATETIME没有的特殊属性。默认情况下，如果插入时没有指定第一个TIMESTAMP列的值，MySQL会设置这个列的值为当前时间。除了特殊行为之外，通常也应该尽量使用TIMESTAMP，它比DATETIME空间效率更高。

2、缓存表与汇总表
缓存表：存储可以比较简单从shema其他表获取（但是每次获取的速度比较慢）数据的表（逻辑上冗余的数据）
汇总表：保存的使用GROUP BY语句聚合数据的表（数据不是逻辑上冗余的）
3、加快ALTER TABLE操作的速度
MySQL的ALTER TABLE操作的性能对大表来说是大问题。MySQL执行大部分修改表结构操作的方式是用新的结构创建一个空表，从旧表查询所有数据插入新表，然后删除旧表。这样操作一般会花费大量时间，如果内存不足而表又很大，而且还有很多索引的情况下尤其如此。很多人都有这样的经验，ATER TABLE 操作需要花费数个小时甚至数天才能完成。
一般而言，大部分ALTER TABLE 操作将导致MySQL服务中断。对常见的场景，能使用的技巧只有两种：一种是先在一台不提供服务的机器上执行ALTER TABLE操作，然后和提供服务的主库进行切换；另外一种技巧是“影子拷贝”。影子拷贝的技巧是用要求的表结构来创建一张和源表无关的信标，然后通过重命名和删表操作交换两张表。
不是所有的ALTER TABLE操作都会引起表重建。例如，有两种方法可以改变或者删除一个列的默认值（一种方法很快，另外一种则很慢）。
很慢的方式：ALTER TABLE A MODEIFY COLUMN a TINYINT(3) NOT NULL DEFAULT 5;
通过SHOW STATUS显示这个语句做了1000次读和1000次插入操作。它拷贝了整张表到一张新表，甚至列的类型、大小和可否为NULL属性都没改变。
理论上，MySQL可以跳过创建新表的步骤。列的默认值实际上存储表的.frm文件中，所以可以直接修改这个文件而不需要改动表本身。然而MySQL还没有采用这种优化的方法，所有的MODIFY COLUMN 操作都会导致表重建。
另外一种方式是通过ALTER COLUMN
ALTER TABLE A ALTER COLUMN a TINYINT(3) DEFAULT 5;这个语句会直接修改.frm文件而不涉及表数据。所以，这个操作是非常快的。
下面这些操作是有可能不需要重建表的：
1、移除一个列的AUTO_INCREMENT属性。
2、增加、移除，或更改ENUM和SET常量。如果移除的是已经有行数据用到其值的常量，查询将会返回一个空自串值。
基本的技术是为想要的表结构创建一个新的.frm文件，然后用它替换掉已经存在的那张表的.frm文件，像下面这样：
1、创建一张相同结构的空表，并进行所需要的修改（例如增加ENUM常量）
2、执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK。这会关闭所有正在所用的表，并且禁止任何表被打开。
3、交换.frm文件
4、执行UNLOCK TABLS 来释放第2步的读锁。

总结：
简单设计数据库的原则：
1、使用小而简单的合适数据类型，尽可能的避免使用NULL值。
2、尽量使用整型定义标识列。
3、避免使用MSQL已经遗弃的特性，例如指定浮点数的精度，或者整数的显示宽度。

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