数据库设计方法论 - 继承

继承这个概念做java开发的同学应该都很熟悉了,继承指的是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为。
数据库设计的时候也是有继承关系的,在数据库设计方法论中继承有三种,分别是具体表继承(Concrete Table Inheritance)、单表继承(Single Table Inheritance)、类表继承(Class Table Inheritance)。我们实际设计中经常会不经意中使用到数据库到继承,下面分别介绍一下他们的概念:

概念解析

  • 具体表继承
    不建立父对象,将父对象的所有属性转移到子对象中,为每个子对象建立对于的表。

  • 单表继承
    在一个宽表中列出所有父对象和子对象的属性,同时用一个标识列表示该行数据存储的是哪个子类的数据。

  • 类表继承
    对父对象和每个子对象建立一个对应的表,然后在子表中设置该子表的主键为与父表关联的外键。

设计示例

假如你现在在做个教学系统,系统中有三个角色:学生、家长、老师。

学生的属性:姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分
家长的属性:姓名、年龄、性别、职业、学历
老师的属性:姓名、年龄、性别、教龄、学科、是否已婚

不同继承方案的实现如下:

  • 具体表继承(三张独立表)
    • 学生表(ID、姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分)
    • 家长表(ID、姓名、年龄、性别、职业、学历)
    • 老师表(ID、姓名、年龄、性别、教龄、学科、是否已婚)
  • 单表继承(一张大宽表+类型字段用以区分)
    • 用户表(ID、姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分、职业、学历、教龄、学科、是否已婚、类型)
  • 类表继承(四张表:一张父表表+三张子表)
    • 用户表(ID、姓名、年龄、性别)
    • 学生表(ID、用户ID、身份证、入学时间、学号、学分)
    • 家长表(ID、用户ID、职业、学历)
    • 老师表(ID、用户ID、教龄、学科、是否已婚)

方案对比

  • 具体表继承

    优点:获取完整对象不需要联表查询;表中没有无关属性(跟单表继承的对比)

    缺点:添加公共属性时需要修改多个表;查询公共字段展示需要查询多个表并作union操作(如:页面需要展示所有的用户,显示用户的公共字段)

    使用场景:适用于子表关联性较弱的业务场景,并且识别出系统没有公共数据查询的需求

  • 单表继承

    优点:库表设计简单,获取子表数据时不需要join连接。

    缺点:表空间利用率低,子表出现无关属性;扩展子表属性时需要修改数据表(锁表)。

    使用场景: 适用于子类属性较少的情况。比如可预见的时间内子类的属性都比较少时可以使用这种方式,毕竟查询简单,不需要联表查询。

  • 类表继承

    优点:库表的层次结构清晰;为子类添加属性不用修改父表,添加公共属性不需要修改子表;查询公共数据时不需要去查询多个表;扩展性强

    缺点:获取对象完整数据需要join查询,在数据量很大时影响查询效率

    使用场景:适用关联性较强的业务场景,子表属性变化较大。

总结

数据库设计的原则就是没有原则,需要根据业务场景选择具体的设计方法

今天说的数据库继承方案或者数据库范式都是这样,并不是说你数据库设计的扩展性强或者完全遵循4NF范式消除一切数据一致性问题就最好,设计带来的join查询效率也需要慎重考虑。

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