前言
為什么要寫這篇文章呢，從去年年底開始，就和很多做技術(shù)的朋友交流過，從數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)庫架構(gòu)各個(gè)方面的內(nèi)容。有一些朋友執(zhí)著于ORM，執(zhí)著于所謂的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，卻忘記了一切技術(shù)是要為業(yè)務(wù)服務(wù)這個(gè)基石。當(dāng)然這文章里也有一些自己的理解，想向大家表達(dá)。

范式是什么
范式是符合某一種級(jí)別的關(guān)系模式的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系必須滿足一定的要求，即滿足不同的范式。目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫有六種范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。滿足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步滿足更多要求的稱為第二范式（2NF），其余范式以次類推。一般說來，數(shù)據(jù)庫只需滿足第三范式（3NF）就行了。

范式的原理

• 第一范式（1NF）無重復(fù)的列

  所謂第一范式（1NF）是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，同一列中不能有多個(gè)值，即實(shí)體中的某個(gè)屬性不能有多個(gè)值或者不能有重復(fù)的屬性。如果出現(xiàn)重復(fù)的屬性，就可能需要定義一個(gè)新的實(shí)體，新的實(shí)體由重復(fù)的屬性構(gòu)成，新實(shí)體與原實(shí)體之間為一對(duì)多關(guān)系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一個(gè)實(shí)例的信息。簡(jiǎn)而言之，第一范式就是無重復(fù)的列。

  說明：在任何一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，第一范式（1NF）是對(duì)關(guān)系模式的基本要求，不滿足第一范式（1NF）的數(shù)據(jù)庫就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

• 第二范式（2NF）屬性完全依賴于主鍵 [消除部分子函數(shù)依賴]

  第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足第二范式（2NF）必須先滿足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求數(shù)據(jù)庫表中的每個(gè)實(shí)例或行必須可以被惟一地區(qū)分。為實(shí)現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個(gè)列，以存儲(chǔ)各個(gè)實(shí)例的惟一標(biāo)識(shí)。

  例如員工信息表中加上了員工編號(hào)（emp_id）列，因?yàn)槊總€(gè)員工的員工編號(hào)是惟一的，因此每個(gè)員工可以被惟一區(qū)分。這個(gè)惟一屬性列被稱為主關(guān)鍵字或主鍵、主碼。

  第二范式（2NF）要求實(shí)體的屬性完全依賴于主關(guān)鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關(guān)鍵字一部分的屬性，如果存在，那么這個(gè)屬性和主關(guān)鍵字的這一部分應(yīng)該分離出來形成一個(gè)新的實(shí)體，新實(shí)體與原實(shí)體之間是一對(duì)多的關(guān)系。為實(shí)現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個(gè)列，以存儲(chǔ)各個(gè)實(shí)例的惟一標(biāo)識(shí)。簡(jiǎn)而言之，第二范式就是屬性完全依賴于主鍵。

• 第三范式（3NF）屬性不依賴于其它非主屬性 [消除傳遞依賴]

  滿足第三范式（3NF）必須先滿足第二范式（2NF）。簡(jiǎn)而言之，第三范式（3NF）要求一個(gè)數(shù)據(jù)庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關(guān)鍵字信息。例如，存在一個(gè)部門信息表，其中每個(gè)部門有部門編號(hào)（dept_id）、部門名稱、部門簡(jiǎn)介等信息。

  那么在的員工信息表中列出部門編號(hào)后就不能再將部門名稱、部門簡(jiǎn)介等與部門有關(guān)的信息再加入員工信息表中。如果不存在部門信息表，則根據(jù)第三范式（3NF）也應(yīng)該構(gòu)建它，否則就會(huì)有大量的數(shù)據(jù)冗余。簡(jiǎn)而言之，第三范式就是屬性不依賴于其它非主屬性。

范式的說明

• 第一范式：1NF是對(duì)屬性的原子性約束，要求屬性具有原子性，不可再分解；

  通俗的理解是字段還可以再分嗎？如過不能，則是符合1NF的設(shè)計(jì)。

• 第二范式：2NF是對(duì)記錄的惟一性約束，要求記錄有惟一標(biāo)識(shí)，即實(shí)體的惟一性；

  簡(jiǎn)單的解釋，比如你和一個(gè)女生約會(huì)建立一張表，不用每條約會(huì)記錄都記錄她的身高、體重，將身高體重單獨(dú)的存在一張表中供查詢即可。

• 第三范式：3NF是對(duì)字段冗余性的約束，即任何字段不能由其他字段派生出來，它要求字段沒有冗余。
  打個(gè)比方，比如評(píng)論表，如果你將用戶ID，用戶頭像都放在這留言表中，就是不合適的了。用戶頭像是依賴于用戶ID，而不依賴該評(píng)論。

我對(duì)范式的理解
一個(gè)嚴(yán)格恪守?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)范式來進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的人，必定是個(gè)傻球；
一個(gè)沒有研究過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)范式就進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的人，必定也是個(gè)傻球；

在現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，尤其是web 2.0的系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，我可以斷言，大多數(shù)都是違反2NF、3NF的，少數(shù)設(shè)計(jì)甚至是違反1NF的。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)范式只是對(duì)數(shù)據(jù)庫慣用設(shè)計(jì)的一些說明，并不能定性為標(biāo)準(zhǔn)。

而從數(shù)據(jù)庫的發(fā)展來看，以MySQL舉例，隨著MySQL實(shí)現(xiàn)越來越多的功能，它的宣傳材料上會(huì)越來越多的出現(xiàn)以前被MySQL所摒棄的復(fù)雜設(shè)計(jì)理念，并且宣稱這是MySQL所獨(dú)創(chuàng)或一貫倡導(dǎo)的。這是一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展所必然經(jīng)歷的過程。而這卻會(huì)給MySQL的使用者以極大的誤導(dǎo)，從而忽視了是否新特性是業(yè)務(wù)所真正需要的。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)不是一種編程語言這么簡(jiǎn)單，與面向?qū)ο蟆⒚嫦蜻^程無關(guān)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)代表的是一種與應(yīng)用開發(fā)語言完全不同的思想。現(xiàn)在絕大多數(shù)的程序，無論任何人采用什么方式進(jìn)行程序開發(fā)，其最終還是會(huì)回歸到對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作上（當(dāng)然如果你的程序只是個(gè)教學(xué)演示則不在此范圍內(nèi)）。

數(shù)據(jù)庫發(fā)展
各種緩存方案，說到底是以key為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)解決方案，而數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用層之間的中間件，為了實(shí)現(xiàn)邏輯的簡(jiǎn)單和高性能，更多的也會(huì)是基于key的實(shí)現(xiàn)。比如我所使用過的騰訊的TTC。

從下面的列表可以看出當(dāng)前SNS的網(wǎng)站對(duì)于高并發(fā)、高性能的數(shù)據(jù)庫解決方案有多么渴求，F(xiàn)acebook貢獻(xiàn)了Cassandra、Linkedin貢獻(xiàn)了Voldemort、mixi.jp貢獻(xiàn)了Tokyo Cabinet和Tokoy Tyrant、green.jp貢獻(xiàn)了Flare、甚至包括Google的BigTable。

總結(jié)
寫到這里，我發(fā)現(xiàn)單單是這些新的數(shù)據(jù)庫解決方案就有太多可寫的內(nèi)容，而這些已經(jīng)超過了本文所要說明的主要內(nèi)容，而現(xiàn)在所寫的內(nèi)容就全當(dāng)是個(gè)引子吧，我寫的很意猶未盡。后面會(huì)就反范式設(shè)計(jì)實(shí)例，內(nèi)存緩存方案、NoSQL數(shù)據(jù)庫等逐漸展開。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)范式的理解