极客教程MySQL 在Django中数据去规范化的最佳方式
在MySQL中，规范化是一种将数据库结构优化的方法，即将数据分解成更小、更定向的组件，以避免数据重复和冗余。然而，在某些情况下，当我们需要快速查询和检索大量数据时，规范化并不总是最佳选择。
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什么是规范化？
规范化是一种将数据库设计的方法，目的是避免数据冗余和不一致性，保证数据的一致性和完整性。可以根据业务需求进行规范化，分为1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF以及5NF。
以一个博客示例为例，我们有一个包含用户、文章和标签的规范化模型，如下所示：
User表：
| id | name | |
|---|---|---|
| 1 | John Doe | john@example.com |
| 2 | Jane Doe | jane@example.com |
Post表：
| id | title | content | user_id |
|---|---|---|---|
| 1 | Hello World! | Welcome to my first blog post! | 1 |
| 2 | Django Rocks! | Django is the best web framework of all time. Change my mind. 😉 | 2 |
Tag表：
| id | name |
|---|---|
| 1 | Django |
| 2 | Python |
| 3 | Webdev |
| 4 | Tutorial |
| 5 | Newbies |
| 6 | Expertise |
现在假设我们需要查询所有标签为“Django”的文章列表。为了实现这一目标，我们需要进行以下查询：
SELECT Post.id, Post.title, Post.content
FROM Post
INNER JOIN PostTag ON PostTag.post_id = Post.id
INNER JOIN Tag ON Tag.id = PostTag.tag_id
WHERE Tag.name = 'Django'
但是，该查询需要进行三次联接，这可能会导致效率低下，并在大型数据库中影响性能。这时就需要考虑数据去规范化。
何时应该离规范化？
通常情况下，规范化是一种有益的数据库设计方法。但在某些情况下，离规范化可以提高查询性能，并减少查询的复杂性。这通常在以下情况下适用：
- 经常进行聚合查询：例如，计算总数、平均值、最大值等。
- 数据库负载较高：在高负载情况下，规范化的查询可能会降低整体性能。
- 需要查询嵌套的JSON或XML数据：规范化可能会使以JSON或XML格式存储的数据变得过于冗长。
以下是一些离规范化的常见技术：
冗余字段
冗余字段是在表中添加一个非规范化的字段，其中包含存在于其他表中的信息。例如，假设我们需要显示用户的姓名和他们最近发表的帖子的数量。我们可以添加一个“post_count”列，并在每次插入新的帖子时增加它的计数：
User表：
| id | name | post_count | |
|---|---|---|---|
| 1 | John Doe | john@example.com | 2 |
| 2 | Jane Doe | jane@example.com | 3 |
扁平化表格
扁平化表格是指将多个表中的信息合并到一个表中，以减少查询需要的联接数量。例如，假设我们需要在网站首页上显示最新的文章和标签。我们可以创建一个“PostTag”表，其中包含“Post”和“Tag”信息的列：
PostTag表：
| id | post_id | post_title | post_content | tag_id | tag_name |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | Hello World! | Welcome to my first blog post! | 1 | Django |
| 2 | 2 | Django Rocks! | Django is the best web framework of all time. Change my mind. 😉 | 1 | Django |
| 3 | 2 | Django Rocks! | Django is the best web framework of all time. Change my mind. 😉 | 2 | Python |
| 4 | 2 | Django Rocks! | Django is the best web framework of all time. Change my mind. 😉 | 3 | Webdev |
| 5 | 2 | Django Rocks! | Django is the best web framework of all time. Change my mind. 😉 | 4 | Tutorial |
现在我们可以通过以下查询语句轻松检索最新的帖子和标签：
SELECT post_title, post_content, tag_name
FROM PostTag
ORDER BY id DESC
LIMIT 10
MySQL中的数据去规范化
在MySQL中，离规范化有两个主要方法：
非规范化视图
MySQL非规范化视图是指通过创建嵌套查询来组合查询结果的视图。它让开发人员能够查询合并多个表中的信息，而不必将数据进行规范化。这是一种非常方便的技术，可以减少查询需要的联接数量，提高性能。
以博客为例，我们可以通过以下非规范化视图查询最近的文章和标签：
CREATE VIEW RecentPosts AS
SELECT Post.title, Post.content, Tag.name
FROM Post
INNER JOIN PostTag ON PostTag.post_id = Post.id
INNER JOIN Tag ON Tag.id = PostTag.tag_id
ORDER BY Post.id DESC
LIMIT 10;
请注意，上面的查询与我们之前在规范化模型中使用的查询相同，但是这里我们使用了“RecentPosts”视图来代表查询结果。
现在我们可以通过以下查询语句轻松检索最新的帖子和标签：
SELECT * FROM RecentPosts;
冗余数据
在MySQL中，数据冗余是通过将一个表中的信息复制到另一个表或列中来实现的。这种方法将数据复制到不同的表和列中，以减少联接数量和提高性能。
以博客为例，我们可以将用户的名字和邮件地址添加到文章表格中，以减少查询需要的联接数量：
ALTER TABLE Post ADD COLUMN user_name VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '';
ALTER TABLE Post ADD COLUMN user_email VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '';
UPDATE Post INNER JOIN User ON Post.user_id = User.id SET Post.user_name = User.name, Post.user_email = User.email;
请注意，我们使用ALTER TABLE语句将“user_name”和“user_email”添加到“Post”表中，然后使用UPDATE语句将数据从“User”表中复制到新列中。
何时应该离规范化？
在某些情况下，离规范化可以提高查询性能，并减少查询的复杂性。这通常在以下情况下适用：
- 经常进行聚合查询：例如，计算总数、平均值、最大值等。
- 数据库负载较高：在高负载情况下，规范化的查询可能会降低整体性能。
- 需要查询嵌套的JSON或XML数据：规范化可能会使以JSON或XML格式存储的数据变得过于冗长。
但是，离规范化也可能会增加数据冗余，从而导致数据不一致。因此，您应该在离规范化之前权衡利弊，并确认您的决定不会破坏数据的完整性和一致性。
总结
规范化是一种良好的数据库设计方法，可以提高查询性能和减少数据冗余，但在某些情况下，离规范化可以更好地满足我们的需求。在离规范化之前，我们需要仔细权衡利弊，并确保我们的决定不会损害数据的完整性和一致性。
在MySQL中，我们有两个主要的离规范化方法：“非规范化视图”和“冗余数据”。使用这些技术可以减少查询需要的联接数量，并提高性能，但同时也需要注意数据冗余的问题。