數(shù)據(jù)庫主鍵的設(shè)計方法探討

熊慧芳

摘 要：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的好壞會直接影響到軟件研發(fā)和實際操作過程，而以主鍵為核心的部分又主導(dǎo)著數(shù)據(jù)庫的功能和運(yùn)行狀態(tài)，間接發(fā)揮了后臺支撐的作用。本文深入了解了主鍵的內(nèi)容和屬性，研究主鍵設(shè)計過程中遵循的幾大原則，在此基礎(chǔ)上提出了主鍵的設(shè)計方法，提倡以編號、自動編號、COMB、自制加一來作為主鍵，在維持關(guān)系表唯一性、關(guān)聯(lián)性的前提下開拓數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性、可行性，真正意義上開發(fā)出適合數(shù)據(jù)錄入、用戶檢索和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的主鍵類型。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；主鍵；設(shè)計方法

科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)庫設(shè)計對軟件研發(fā)工作起到事半功倍的作用，細(xì)化數(shù)據(jù)庫工作的每個環(huán)節(jié)，其中核心部分就是主鍵設(shè)計，它直接影響到數(shù)據(jù)導(dǎo)入、用戶檢索等重要問題，只有可行性高、穩(wěn)定性強(qiáng)且可靠性大的數(shù)據(jù)庫主鍵才能建立起關(guān)系表的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)記錄和插錄的辨識性、一致性。根據(jù)主鍵設(shè)計原則來尋找和擴(kuò)展方式方法至關(guān)重要，選擇真正適合數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的主鍵模式，提高運(yùn)行速度。

1 主鍵

主鍵具有標(biāo)識某一行的作用，從本質(zhì)來說是一類屬性或?qū)傩越M，通常應(yīng)用在處理外鍵關(guān)聯(lián)問題上，主鍵的嵌入使得修改和刪除記錄變得更加便捷、有效，能維持整個關(guān)系表的完好度。實際操作過程中主鍵必須是實值，且單個表對應(yīng)單個鍵和多個候選鍵。在操作要求的指導(dǎo)下主鍵可進(jìn)行刪除和設(shè)置處理，主鍵的功能還體現(xiàn)在審核數(shù)據(jù)和確保資料無恙等方面上，所以在刪除或更新數(shù)據(jù)時準(zhǔn)確率顯著提高，主鍵和外鍵構(gòu)成參照關(guān)系，還肩負(fù)著完整性約束的任務(wù)，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯的現(xiàn)象。一般來說主鍵所在列等同于關(guān)鍵字，實際查詢過程中訪問速度得以顯著提高，使其快速呈現(xiàn)出有效數(shù)據(jù)。

2 主鍵的設(shè)計原則

存在主鍵即代表著整個表結(jié)構(gòu)具備完整性和可行性，將可辨別的字段放入表內(nèi)即可生成記錄。將主鍵嵌入表中可順勢形成所有記錄，在這個過程中還約束了和已有主鍵字段值一致的數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)輸入和已存值相同的情況；只要不同表之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系即可引用對方記錄，利用表內(nèi)主鍵值來引索出所需數(shù)據(jù)。設(shè)計切合數(shù)據(jù)庫、關(guān)系表的主鍵至關(guān)重要，對后續(xù)運(yùn)行狀態(tài)影響巨大，在設(shè)計關(guān)系表主鍵過程中要遵循以下原則：（1）外鍵匹配相應(yīng)的關(guān)聯(lián)字段；（2）單個鍵只能存在一個；（3）禁止出現(xiàn)復(fù)合鍵；（4）單個外鍵只能對應(yīng)關(guān)聯(lián)中一個鍵字段。

3 主鍵的設(shè)計方法

3.1 編號作主鍵

使用編號來設(shè)計主鍵的模式通常應(yīng)用在小項目低擴(kuò)展問題上，實際業(yè)務(wù)中涉及的唯一字段就是“編號”本身，附著了主鍵功能和屬性。學(xué)校在設(shè)計學(xué)生表時擅長用“學(xué)號”來替代主鍵，從方法和執(zhí)行環(huán)節(jié)上來說都相對簡單，操作數(shù)據(jù)庫間數(shù)據(jù)復(fù)制活動中能有效的避開鍵值矛盾區(qū)域，保證數(shù)據(jù)合并的有效性，而實際執(zhí)行過程中只需要將主鍵值段放入唯一的數(shù)據(jù)庫中即可。該種方法雖然原理清晰、操作簡單，但也存在或多或少的問題，首先在編號修改過程中要花費大量精力來尋找相關(guān)表，增加了發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的概率，降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，而手工維護(hù)主鍵的模式繁瑣而量大，不利于關(guān)系表的正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 自動編號作主鍵

自動編號作主鍵的第一步就是建立起有效的ID字段，它具有自動增長、快速調(diào)度的優(yōu)點，所以無論向數(shù)據(jù)庫添加多少數(shù)據(jù)都不會受到主鍵取值活動的影響，只要記錄插錄生成就會將信息反饋到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，分配出來的數(shù)值是唯一且有效的。自動編號方法還具有方便、節(jié)省的優(yōu)點，本身數(shù)字化類型決定了小空間、寬檢索特點，解決了中間多環(huán)節(jié)、雜流程的問題。唯一的不足之處體現(xiàn)在手動插入指定ID記錄現(xiàn)象上，操作者在遇到系統(tǒng)之間集成情況時難以完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作，而原系統(tǒng)的ID發(fā)生主鍵矛盾的概率劇增，同樣會帶來網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)甚至崩潰。運(yùn)行數(shù)據(jù)緩沖模式時也會造成一定的困擾，主鍵和外鍵的值將變得不確定。

3.3 使用“COMB（Combine）”作主鍵

“COMB”設(shè)計方法由Jimmy Nilsson提出，在《The Cost of GUIDs as Primary Keys》得以實現(xiàn)COMB數(shù)據(jù)類型。首先將組合方式來排列位于UniqueIdentifier前十位的字節(jié)，而GUID生成的時間則用最后的6個字節(jié)來代替，完成UinqueIdentifier和時間信息之間的有效組合，實現(xiàn)唯一性和成效性，對使用者來說能迅速得到索引結(jié)果。使用COMB作主鍵雖然能避免數(shù)據(jù)重復(fù)的情況，但在執(zhí)行刪除、插入等操作環(huán)節(jié)時速度有所降低。

3.4 自制加一作主鍵

自制加一作主鍵極具靈活性，首先要把主鍵類型設(shè)置為字符型，通過手動完成表的建立工作，以表名來設(shè)為字段，保證當(dāng)前序列值滿足特別表要求。在處理表中插入值時要從多類表中選擇相應(yīng)表，往最大值內(nèi)加一后即可插入。Lock和unLock線程方式可以很好的處理數(shù)據(jù)并發(fā)的現(xiàn)象，一旦生成值符合要求就開啟Lock模式，值出來了就轉(zhuǎn)換成unLock模式，很好的解決了表值同時生成的問題。缺點就是很難在導(dǎo)前和導(dǎo)后保持一致性，在和其他系統(tǒng)集成的過程中生成方法會不斷改變，自制表的主動性會隨之減弱。

4 結(jié)語

設(shè)計數(shù)據(jù)庫主鍵過程中要綜合考量各方面問題，以數(shù)據(jù)庫規(guī)模為出發(fā)點，分析用戶群、操作頻率、應(yīng)用方向等內(nèi)容，以設(shè)計原則為指導(dǎo)，考量操作的可行性和穩(wěn)定性，以關(guān)系表、數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)關(guān)系為契合點，避免出現(xiàn)主鍵數(shù)值重復(fù)、沖突的現(xiàn)象，真正意義上優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的主鍵功能。

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