数据库设计流程

良好的数据库设计是构建高效、可扩展应用的基础。设计流程通常包括以下几个阶段：

1. 需求分析：了解业务需求和数据需求
2. 概念设计：创建实体关系图(ERD)
3. 逻辑设计：将ERD转换为关系模式
4. 物理设计：选择存储结构、索引策略等
5. 实施与维护：创建数据库并持续优化

规范化理论

规范化是消除数据冗余和更新异常的过程。

范式级别：

• 第一范式(1NF)：属性原子性，每列都是不可再分的基本数据项
• 第二范式(2NF)：满足1NF，且非主属性完全依赖于主键
• 第三范式(3NF)：满足2NF，且消除传递依赖
• BCNF：更强的第三范式，所有依赖的左边都包含候选键

索引优化

索引是提高数据库查询性能的关键技术。

索引类型：

• B树索引：最常用的索引类型，适用于范围查询
• 哈希索引：适用于等值查询，不支持范围查询
• 全文索引：用于文本内容的搜索
• 位图索引：适用于低基数列

索引设计原则：

• 为经常出现在WHERE子句中的列创建索引
• 为连接操作中使用的列创建索引
• 考虑复合索引的列顺序
• 避免对频繁更新的列创建过多索引
• 定期分析索引使用情况，删除无用索引

SQL优化技巧

-- 使用EXPLAIN分析查询计划
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE age > 30;

-- 避免SELECT *，只选择需要的列
SELECT id, name FROM users;

-- 使用连接(JOIN)代替子查询
SELECT u.name, o.amount 
FROM users u 
JOIN orders o ON u.id = o.user_id;

-- 合理使用索引覆盖
CREATE INDEX idx_users_age ON users(age);

事务处理

事务是数据库操作的逻辑单元，具有ACID特性：

• 原子性(Atomicity)：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成
• 一致性(Consistency)：事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态
• 隔离性(Isolation)：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务
• 持久性(Durability)：一旦事务提交，其结果就是永久性的