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为数据库表设计可扩展的字段

 
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       在平时的系统设计中,要充分考虑扩展和复用,后面维护过程中出现类似的场景的时候,能够有效的复用之前的。在快速响应业务的同时,也确保系统的稳定性。如何设计扩展性强的数据库结构呢,这里从日常工作中学习了一些经验,有自己团队内部实现的,也有其他团队的实践。

1、二进制位

    在数据库中设计一个字段,暂且叫“options”,这个字段存储的是数值,可以理解为二进制的组合。例如一个用户既有A标签(标签可以是服务),又有B标签,这时候类似“有没有”或者“是否包含”的场景,非常适合这种。一个字段搞定多个布尔业务场景。

    ​下图简单描述位数和业务以及具体存储的关系。

    问题1:options允许直接设置值吗?

    不允许,必须通过append或者remove来去掉一个特定位数的值。否则会导致问题,例如我用了第一位,第二个业务用了第二位,第二次直接设置了值,那就把原先的冲走了。

    问题2:如何实现append或者remove的方法?

    把options这个属性设置为私有,然后通过二进制的操作来添加或者去掉值。

    问题3:如何比较options是否包含特定的位数?

    首先,二进制哪一位表示那个业务场景,最好在定义常量,例如2的3次方表示用户含有A服务。然后通过工具类来判断用户是否支持或者包含次服务。

    代码如下:

    

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package com.taobao.logistics.domain.dataobject;
 
public class OptionsTest {
    private static final Long A_SERVICE = (long)Math.pow(20);
    private static final Long B_SERVICE = (long)Math.pow(21);
    private static final Long C_SERVICE = (long)Math.pow(22);
    private static final Long D_SERVICE = (long)Math.pow(23);
    /**
     * 二进制中的属性名称,可以直接对应数据库中的字段
     */
    private Long options;
    /**
     * 添加一个特定的位数,targetProperty是这个位的数值,例如2的3次方等
     * @param targetProperty
     */
    public void appendOptions(long targetProperty) {
        if (null == options) {
            options = new Long(0);
        }
        this.options |= targetProperty;
    }
    /**
     * 在options中移除特定的位数,判断是否包含
     * @param targetProperty
     */
    public void removeOptions(long targetProperty) {
        if (null == options) {
            options = new Long(0);
        }
        if (this.containOptions(targetProperty)){
            this.options &= (this.options - targetProperty);
        }
    }
    public boolean containOptions(long targetProperty) {
        if (null == options) {
            return false;
        }
        return ((this.options & targetProperty) == targetProperty);
    }
    public static void main(String[] args) {
        OptionsTest op = new OptionsTest();
        op.appendOptions(A_SERVICE);
        op.appendOptions(B_SERVICE);
        op.appendOptions(C_SERVICE);
        op.appendOptions(D_SERVICE);
        System.out.println("options的值:"+op.options);
        op.removeOptions(A_SERVICE);
        op.removeOptions(C_SERVICE);
        System.out.println("移除第0位和第2位后的,options的值:"+op.options);
        System.out.println("是否包含测试,第3位:"+op.containOptions(D_SERVICE));
    }
}

2、feature或者attribute字段来存储KV接口数据,以此来进行扩展

    在设计表字段的时候,有些新增的字段我们是无法预料的,新增加的字段,如果没有检索需求,是可以通过key-value的形式来在一个数据库字段中进行扩展的,这样业务上面增加了一个新字段,只需要简单定义一下key即可。其余的数据库表变更就不用做了,方便快捷。

    例如下图,key和value通过“:”来做分割,不同的KV之间通过“;”来做分割,然后通过代码来做DB中数据的保存和隔离。

    问题1:外部在调用的时候,能否自定义key?

    这个建议最好不要外部直接自定义,如果A团队维护的feature字段,B团队能够在A团队完全不知情的情况下写入一个新的key,我觉得是有点危险的。比较给力的做法是,B团队如果需要在feature中增加一个key,那向A团队申请,A团队在配置或者常量中增加这个key(只有配置过的常量才能写入),这样就能达到扩展并且相对安全的目的了。

    问题2:value中如果包含分隔符怎么办?

    在插入value的时候,最好是做一个校验,判断value是否包含feature中定义的分隔符,如果包含,可以转义或者替换一下。否则会造成在解析分割的时候出现混乱的情况。

    问题3:feature的内容超过数据库的长度怎么办?

    一般情况下,feature字段最好预留长一点,这样保证插入相对多的数据。另外可以在数据库中申请多个feature,例如feature1、feature2,这样保持足够扩展,但是这并不是长远之计,后面会有基于数据库中新表的扩展。

    问题4:feature中的数据如何解析?

    这个其实在上面的图中就能理解了,解析字符串,然后转换为java中的Map数据结构,之后外部调用,统统依赖心的map属性来完成。

    上代码:

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package com.taobao.logistics.domain.dataobject;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
 
import com.alibaba.common.lang.ArrayUtil;
import com.alibaba.common.lang.StringUtil;
 
public class FeatureTest {
 
    private static final String K_V_SPLIT = ":";
    private static final String KV_KV_SPLIT = ";";
    private static final String KEY_NAME = "name";
    private static final String KEY_AGE = "age";
    private static final String KEY_SEX = "sex";
    /**
     * 把定义的key放在List中,用于做校验
     */
    private static final List<String> KEY_ALLOW = new ArrayList<String>();
    static{
        KEY_ALLOW.add(KEY_AGE);
        KEY_ALLOW.add(KEY_NAME);
        KEY_ALLOW.add(KEY_SEX);
    }
    /**
     * 原始的feature内容,对应数据库中的表字段
     */
    private String feature;
    /**
     * 解析之后的KV对应关系,存储在Map中,方便对象操作
     */
    private Map<String,String> featureMap;
 
    public static void main(String[] args) {
        FeatureTest ft = new FeatureTest();
        ft.addFeature(KEY_NAME, "iamzhongyong");
        ft.addFeature(KEY_AGE, "11");
        ft.addFeature(KEY_SEX, "0");
        ft.addFeature("funk""zhongyong");
        System.out.println("目前Feature中的内容:"+ft.feature);
        ft.removeFeature(KEY_SEX);
        System.out.println("移除Sex之后的内容:"+ft.feature);
        System.out.println("输出feature中的name:"+ft.getFeature(KEY_NAME));
    }
    /**
     * 校验传入的key是否合法
     */
    public boolean checkKeyIsAllow(String key){
        return KEY_ALLOW.contains(key);
    }
    /**
     * 根据特定的key获取value值
     * @param key
     * @return
     */
    public String getFeature(String key){
        initFeatureMap();
        String value = featureMap.get(key);
        return value==null null : value;
    }
    /**
     * 移除一个keu对应的value内容
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean removeFeature(String key){
        initFeatureMap();
        boolean flag = false;
        if(featureMap.containsKey(key)){
            featureMap.remove(key);
            resetFeature();
            flag = true;
        }else{
            flag = false;
        }
        return flag;
    }
    /**
     * 移除所有的feature内容
     */
    public void removeAllFeature() {
        this.featureMap = null;
        this.feature = null;
    }
 
    private void resetFeature(){
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (String key : featureMap.keySet()) {
            String aValue = featureMap.get(key);
            sb.append(key);
            sb.append(":");
            sb.append(aValue);
            sb.append(";");
        }
        this.feature = sb.toString();
    }
    private void initFeatureMap() {
        if (null == featureMap) {
            featureMap = this.getFeatureMap(feature);
        }
    }
    private Map<String, String> getFeatureMap(String features) {
        Map<String, String> featureMap = new HashMap<String, String>();
        if (StringUtil.isNotBlank(features)) {
            String[] featureArray = StringUtil.split(features, KV_KV_SPLIT);
            if (ArrayUtil.isNotEmpty(featureArray)) {
                for (String feature : featureArray) {
                    if (StringUtil.isNotBlank(feature)) {
                        String[] aKeyAndValue = new String[2];
                        int index = feature.indexOf(K_V_SPLIT);
                        if (index > 0) {
                            aKeyAndValue[0] = feature.substring(0, index);
                            aKeyAndValue[1] = feature.substring(index + 1);
                            if (ArrayUtil.isNotEmpty(aKeyAndValue)) {
                                String key = aKeyAndValue[0];
                                String value = aKeyAndValue[1];
                                if (StringUtil.isNotBlank(key)&& StringUtil.isNotBlank(value)) {
                                    featureMap.put(key, value);
                                }
                            }
                        }
                    }
 
                }
            }
        }
        return featureMap;
    }
    /**
     * 添加一个KV的数据到feature中去
     * @param name
     * @param value
     */
    public void addFeature(String name, String value){
        if (StringUtil.isNotBlank(name) && StringUtil.isNotBlank(value) && checkKeyIsAllow(name)) {
            initFeatureMap();
            featureMap.put(name, value);
            resetFeature();
        }
    }
}

 

3、构建扩展表,灵活支持KV类扩展

    ​刚才的feature中的扩展,有个弊端,就是feature不能无限的扩展,有没有办法能够相对灵活的扩展,当然有了呵呵。设计一个扩展表,这个扩展表来表示一个扩展的key和value的值。这样增加key的时候,就能相关比较灵活了。

    ​数据库表字段设计如下:

    ​

    ​其中a表是业务主表,a_ext是业务的扩展表,biz_id记录了a表中的业务主键ID,kv_type_id来定义扩展的key的信息,可以理解类似feature中的key,另外biz_value值是扩展字段对应的值。

    ​通过一个例子说明:

    ​

 

基于上述三个点,我觉得在系统扩展性方面能相对比较好,这样能够相对比较灵活的添加新东西。

发现有些图片不能正常展示,iteye的图片上传功能着实不好用。我在附件中添加了PDF格式的文档。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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评论
10 楼 ivan19861025 2015-09-07  
之前我们使用了第3种方案, 但是加了一个表, 用来维护扩展字段的元数据信息,
相关列可能如下:
字段名  字段文本 字段类型 字段描述

然后页面上可以根据这个信息来渲染动态的界面来录入信息或删除.
9 楼 di1984HIT 2014-02-16  
恩。扩展字段一般就是展示,不能作为查询
8 楼 iamzhongyong 2013-06-19  
lazy_ 写道
标题很好,但是图片烂掉了。

恩,最后面有链接下载。图片上传太费劲。可以下PDF看
7 楼 lazy_ 2013-06-19  
标题很好,但是图片烂掉了。
6 楼 iamzhongyong 2013-06-19  
liaolzy 写道
一个int 有32位,每一位处理不同的业务,这样可读性不好.呵呵.可维护也是问题啊...不知道是不是这意思

二进制表示,确实可读性不好。但是仅仅限于直接在数据库中查看数据,一般情况下会有页面来辅助数据的查询,这样的话可以在页面上做文章,查询出来的二进制再做一个转换。
5 楼 iamzhongyong 2013-06-19  
fflame 写道
查询的效率呢?

有个前提,就是这些扩展的东西,没有检索的需求。就是说根据主键或者其他查询条件把这些数据查询出来,附带的查询出来呵呵
4 楼 liaolzy 2013-06-19  
一个int 有32位,每一位处理不同的业务,这样可读性不好.呵呵.可维护也是问题啊...不知道是不是这意思
3 楼 fflame 2013-06-19  
查询的效率呢?
2 楼 niweiwei 2013-06-18  
楼主介绍的方法不错,在以后的项目中尝试下。。。
1 楼 jinnianshilongnian 2013-06-18  
iteye的图片上传功能着实不好用

在编辑器最下方 有个上传文件;上传图片后,有个添加到页面的按钮,点一下即可 还是挺方便的

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