一、范式化的概念

　　范式化（Normalization）的目標(biāo)是消除數(shù)據(jù)冗余，減小物理存儲空間。

　　常用的范式有以下3種：

1.?第一范式（1NF）

　　在任何一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，1NF是對關(guān)系模式的基本要求，不滿足1NF的數(shù)據(jù)庫就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

　　所謂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，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復(fù)的屬性。如果出現(xiàn)重復(fù)的屬性，就可能需要定義一個新的實體，新的實體由重復(fù)的屬性構(gòu)成，新實體與原實體之間為一對多關(guān)系。在1NF中表的每一行只包含一個實例的信息。

　　例如，對于員工信息表，不能將員工信息都放在一列中顯示，也不能將其中的兩列或多列在一列中顯示；員工信息表的每一行只表示一個員工的信息，一個員工的信息在表中只出現(xiàn)一次。簡而言之，第一范式就是無重復(fù)的列。　　

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2.?第二范式（2NF）

　　2NF是在1NF的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足2NF必須先滿足1NF。2NF要求數(shù)據(jù)庫表中的每個實例或行必須可以被唯一地區(qū)分。為實現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標(biāo)識。

　　例如，員工信息表中加上了“員工編號”列，因為每個員工的員工編號是唯一的，因此每個員工可以被唯一區(qū)分。這個唯一屬性列被稱為主關(guān)鍵字或主鍵、主碼。

　　2NF要求實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，那么這個屬性和主關(guān)鍵字的這一部分應(yīng)該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關(guān)系。為實現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標(biāo)識。簡而言之，第二范式就是非主屬性非部分依賴于主關(guān)鍵字。　　

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3.?第三范式（3NF）

　　3NF要求一個數(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。簡而言之，3NF就是屬性不依賴于其它非主屬性。?滿足3NF必須先滿足2NF。?

　　例如，存在一個部門信息表，有“部門編號”、“部門名稱”、“部門簡介”等列。那么在員工信息表中列出“部門編號”后就不能再將“部門名稱”、“部門簡介”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3NF也應(yīng)該構(gòu)建它，否則就會有大量的數(shù)據(jù)冗余。

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二、范式化的優(yōu)點

1.?從設(shè)計角度

　　范式化之后，每個表的結(jié)構(gòu)非常明確，對于設(shè)計人員來說非常清晰明了，更易于修改系統(tǒng)的架構(gòu)。

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2.?從性能的角度?

　　范式化之后，每個表變成最窄，因此每一頁可以容納更多的行。查詢、排序、索引的開銷都會降低。

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三、反范式化

1.?范式化的缺點

　　當(dāng)數(shù)據(jù)來自不同的表，需要join，當(dāng)基表的記錄非常多時，這也將是一個消耗資源的重要原因。此外，頻繁查詢一些派生列時需要臨時計算，這也會影響性能，而且可能會使查詢的設(shè)計過程變得復(fù)雜。

　　例如：對于一張超市POS機的流水單明細(xì)表，3NF之后只記錄商品ID、單價、數(shù)量、單項折扣等信息，查詢時才臨時產(chǎn)生一個單項金額。?而這張流水單明細(xì)表對應(yīng)的流水單主表，同樣也不會保存金額，在查詢時通過聚合函數(shù)臨時計算。

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　　對于上述表結(jié)構(gòu)，如果頻繁查詢金額，并且表的記錄數(shù)非常多，性能就會受影響。

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2.?反范式化（De-normalization）

　　在范式化的架構(gòu)遇到性能問題時，就要考慮放寬范式的要求。通常要仔細(xì)權(quán)衡，將更新（增、刪、改）與查詢這兩者的開銷進(jìn)行對比。

　　例如，在數(shù)據(jù)更改時就直接計算聚合值，而不是在查詢時再臨時計算。

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3.?反范式化的優(yōu)勢

（1）減少join的數(shù)量

（2）減少外鍵的數(shù)量

（3）減少索引的數(shù)量，從而節(jié)省存儲空間

（4）加快查詢速度，因為聚合值已經(jīng)預(yù)先計算

（5）某些情況下可能減少表的數(shù)目?

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四、反范式化的缺點

1.?雖然加速查詢，但降低寫入速度。

2.?需要考慮應(yīng)用程序是否適應(yīng)。

3.?可能需要增加物理表。

4.?可能使代碼變得簡單，也可能更復(fù)雜。

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五、范式化?vs.?反范式化

　　范式化對表結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格要求，可能會影響性能。在設(shè)計階段，務(wù)必權(quán)衡查詢與更新（增刪改）的開銷對比。

1.?考慮范式化

　　較多的更新，而較少的查詢時。

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2.?考慮反范式化

　　較少的更新，而較多的查詢時。

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本文結(jié)語：

　　范式化和反范式化各有優(yōu)勢與短板，需要從存儲空間、維護(hù)的開銷、查詢的開銷等方面綜合考量。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的四、物理优化（1）范式化的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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