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數(shù)據(jù)庫設(shè)計和訪問數(shù)據(jù)庫的PHP代碼中出現(xiàn)的五個常見問題
導(dǎo)語：您可以用很多的方式創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫訪問和基于數(shù)據(jù)庫的PHP業(yè)務(wù)邏輯代碼，但最終一般以錯誤告終。本文說明了數(shù)據(jù)庫設(shè)計和訪問數(shù)據(jù)庫的PHP代碼中出現(xiàn)的五個常見問題，以及在遇到這些問題時如何修復(fù)它們。
問題 1：直接使用 MySQL
一個常見問題是較老的 PHP 代碼直接使用 mysql_ 函數(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫。清單 1 展示了如何直接訪問數(shù)據(jù)庫。
清單 1. access/get.php
＜?php
function get_user_id( $name )
{
$db = mysql_connect( ’admin’, ’root’, ’passWord’ );
mysql_select_db( ’users’ );
$res = mysql_query( "SELECT id FROM users WHERE login=’".$name."’" );
while( $row = mysql_fetch_array( $res ) ) { $id = $row[0]; }
return $id;
}
var_dump( get_user_id( ’jack’ ) );
?＞
注意使用了 mysql_connect 函數(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫。還要注意查詢，其中使用字符串連接來向查詢添加 $name 參數(shù)。
該技術(shù)有兩個很好的替代方案：PEAR DB 模塊和 PHP Data Objects (PDO) 類。兩者都從特定數(shù)據(jù)庫選擇提供抽象。因此，您的代碼無需太多調(diào)整就可以在 IBM? DB2?、MySQL、PostgreSQL 或者您想要連接到的任何其他數(shù)據(jù)庫上運行。
使用 PEAR DB 模塊和 PDO 抽象層的另一個價值在于您可以在 SQL 語句中使用 ? 操作符。這樣做可使 SQL 更加易于維護，且可使您的應(yīng)用程序免受 SQL 注入攻擊。
使用 PEAR DB 的替代代碼如下所示。
清單 2. Access/get_good.php
＜?php
require_once("DB.php");
function get_user_id( $name )
{
$dsn = ’mysql://root:password@admin/users’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query( ’SELECT id FROM users WHERE login=?’,array( $name ) );
$id = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }
return $id;
}
var_dump( get_user_id( ’jack’ ) );
?＞
注意，所有直接用到 MySQL 的地方都消除了，只有 $dsn 中的數(shù)據(jù)庫連接字符串除外。此外，我們通過 ? 操作符在 SQL 中使用 $name 變量。然后，查詢的數(shù)據(jù)通過 query() 方法末尾的 array 被發(fā)送進來。
問題 2：不使用自動增量功能
與大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫一樣，MySQL 能夠在每記錄的基礎(chǔ)上創(chuàng)建自動增量惟一標(biāo)識符。除此之外，我們?nèi)匀粫吹竭@樣的代碼，即首先運行一個 SELECT 語句來找到最大的 id，然后將該 id 增 1，并找到一個新記錄。清單 3 展示了一個示例壞模式。
清單 3. Badid.sql
DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id MEDIUMINT,
login TEXT,
password TEXT
);
INSERT INTO users VALUES ( 1, ’jack’, ’pass’ );
INSERT INTO users VALUES ( 2, ’joan’, ’pass’ );
INSERT INTO users VALUES ( 1, ’jane’, ’pass’ );
這里的 id 字段被簡單地指定為整數(shù)。所以，盡管它應(yīng)該是惟一的，我們還是可以添加任何值，如 CREATE 語句后面的幾個 INSERT 語句中所示。清單 4 展示了將用戶添加到這種類型的模式的 PHP 代碼。
清單 4. Add_user.php
＜?php
require_once("DB.php");
function add_user( $name, $pass )
{
$rows = array();
$dsn = ’mysql://root:password@admin/bad_badid’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query( "SELECT max(id) FROM users" );
$id = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }
$id += 1;
$sth = $db-＞PRepare( "INSERT INTO users VALUES(?,?,?)" );
$db-＞execute( $sth, array( $id, $name, $pass ) );
return $id;
}
$id = add_user( ’jerry’, ’pass’ );
var_dump( $id );
?＞
add_user.php 中的代碼首先執(zhí)行一個查詢以找到 id 的最大值。然后文件以 id 值加 1 運行一個 INSERT 語句。該代碼在負(fù)載很重的服務(wù)器上會在競態(tài)條件中失敗。另外，它也效率低下。
那么替代方案是什么呢？使用 MySQL 中的自動增量特性來自動地為每個插入創(chuàng)建惟一的 ID。更新后的模式如下所示。
清單 5. Goodid.php
DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
login TEXT NOT NULL,
password TEXT NOT NULL,
PRIMARY KEY( id )
);
INSERT INTO users VALUES ( null, ’jack’, ’pass’ );
INSERT INTO users VALUES ( null, ’joan’, ’pass’ );
INSERT INTO users VALUES ( null, ’jane’, ’pass’ );
我們添加了 NOT NULL 標(biāo)志來指示字段必須不能為空。我們還添加了 AUTO_INCREMENT 標(biāo)志來指示字段是自動增量的，添加 PRIMARY KEY 標(biāo)志來指示那個字段是一個 id。這些更改加快了速度。清單 6 展示了更新后的 PHP 代碼，即將用戶插入表中。
清單 6. Add_user_good.php
＜?php
require_once("DB.php");
function add_user( $name, $pass )
{
$dsn = ’mysql://root:password@admin/good_genid’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$sth = $db-＞prepare( "INSERT INTO users VALUES(null,?,?)" );
$db-＞execute( $sth, array( $name, $pass ) );
$res = $db-＞query( "SELECT last__id()" );
$id = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }
return $id;
}
$id = add_user( ’jerry’, ’pass’ );
var_dump( $id );
?＞
現(xiàn)在我不是獲得最大的 id 值，而是直接使用 INSERT 語句來插入數(shù)據(jù)，然后使用 SELECT 語句來檢索最后插入的記錄的 id。該代碼比最初的版本及其相關(guān)模式要簡單得多，且效率更高。
問題 3：使用多個數(shù)據(jù)庫
偶爾，我們會看到一個應(yīng)用程序中，每個表都在一個單獨的數(shù)據(jù)庫中。在非常大的數(shù)據(jù)庫中這樣做是合理的，但是對于一般的應(yīng)用程序，則不需要這種級別的分割。此外，不能跨數(shù)據(jù)庫執(zhí)行關(guān)系查詢，這會影響使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的整體思想，更不用說跨多個數(shù)據(jù)庫管理表會更困難了。 那么，多個數(shù)據(jù)庫應(yīng)該是什么樣的呢？首先，您需要一些數(shù)據(jù)。清單 7 展示了分成 4 個文件的這樣的數(shù)據(jù)。
清單 7. 數(shù)據(jù)庫文件
Files.sql:
CREATE TABLE files (
id MEDIUMINT,
user_id MEDIUMINT,
name TEXT,
path TEXT
);
Load_files.sql:
INSERT INTO files VALUES ( 1, 1, ’test1.jpg’, ’files/test1.jpg’ );
INSERT INTO files VALUES ( 2, 1, ’test2.jpg’, ’files/test2.jpg’ );
Users.sql:
DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id MEDIUMINT,
login TEXT,
password TEXT
);
Load_users.sql:
INSERT INTO users VALUES ( 1, ’jack’, ’pass’ );
INSERT INTO users VALUES ( 2, ’jon’, ’pass’ );
在這些文件的多數(shù)據(jù)庫版本中，您應(yīng)該將 SQL 語句加載到一個數(shù)據(jù)庫中，然后將 users SQL 語句加載到另一個數(shù)據(jù)庫中。用于在數(shù)據(jù)庫中查詢與某個特定用戶相關(guān)聯(lián)的文件的 PHP 代碼如下所示。
清單 8. Getfiles.php
＜?php
require_once("DB.php");
function get_user( $name )
{
$dsn = ’mysql://root:password@admin/bad_multi1’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query( "SELECT id FROM users WHERE login=?",array( $name ) );
$uid = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $uid = $row[0]; }
return $uid;
}
function get_files( $name )
{
$uid = get_user( $name );
$rows = array();
$dsn = ’mysql://root:password@admin/bad_multi2’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query( "SELECT * FROM files WHERE user_id=?",array( $uid ) );
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }
return $rows;
}
$files = get_files( ’jack’ );
var_dump( $files );
?＞
get_user 函數(shù)連接到包含用戶表的數(shù)據(jù)庫并檢索給定用戶的 ID。get_files 函數(shù)連接到文件表并檢索與給定用戶相關(guān)聯(lián)的文件行。
做所有這些事情的一個更好辦法是將數(shù)據(jù)加載到一個數(shù)據(jù)庫中，然后執(zhí)行查詢，比如下面的查詢。
清單 9. Getfiles_good.php
＜?php
require_once("DB.php");
function get_files( $name )
{
$rows = array();
$dsn = ’mysql://root:password@admin/good_multi’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query("SELECT files.* FROM users, files WHERE
users.login=? AND users.id=files.user_id",
array( $name ) );
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }
return $rows;
}
$files = get_files( ’jack’ );
var_dump( $files );
?＞
該代碼不僅更短，而且也更容易理解和高效。我們不是執(zhí)行兩個查詢，而是執(zhí)行一個查詢。
盡管該問題聽起來有些牽強，但是在實踐中我們通常總結(jié)出所有的表應(yīng)該在同一個數(shù)據(jù)庫中，除非有非常迫不得已的理由。 問題 4：不使用關(guān)系
關(guān)系數(shù)據(jù)庫不同于編程語言，它們不具有數(shù)組類型。相反，它們使用表之間的關(guān)系來創(chuàng)建對象之間的一到多結(jié)構(gòu)，這與數(shù)組具有相同的效果。我在應(yīng)用程序中看到的一個問題是，工程師試圖將數(shù)據(jù)庫當(dāng)作編程語言來使用，即通過使用具有逗號分隔的標(biāo)識符的文本字符串來創(chuàng)建數(shù)組。請看下面的模式。
清單 10. Bad.sql
DROP TABLE IF EXISTS files;
CREATE TABLE files (
id MEDIUMINT,
name TEXT,
path TEXT
);
DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id MEDIUMINT,
login TEXT,
password TEXT,
files TEXT
);
INSERT INTO files VALUES ( 1, ’test1.jpg’, ’media/test1.jpg’ );
INSERT INTO files VALUES ( 2, ’test1.jpg’, ’media/test1.jpg’ );
INSERT INTO users VALUES ( 1, ’jack’, ’pass’, ’1,2’ );
系統(tǒng)中的一個用戶可以具有多個文件。在編程語言中，應(yīng)該使用數(shù)組來表示與一個用戶相關(guān)聯(lián)的文件。在本例中，程序員選擇創(chuàng)建一個 files 字段，其中包含一個由逗號分隔的文件 id 列表。要得到一個特定用戶的所有文件的列表，程序員必須首先從用戶表中讀取行，然后解析文件的文本，并為每個文件運行一個單獨的 SELECT 語句。該代碼如下所示。
清單 11. Get.php
＜?php
require_once("DB.php");
function get_files( $name )
{
$dsn = ’mysql://root:password@admin/bad_norel’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$res = $db-＞query( "SELECT files FROM users WHERE login=?",array( $name ) );
$files = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $files = $row[0]; }
$rows = array();
foreach( split( ’,’,$files ) as $file )
{
$res = $db-＞query( "SELECT * FROM files WHERE id=?",
array( $file ) );
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }
}
return $rows;
}
$files = get_files( ’jack’ );
var_dump( $files );
?＞
該技術(shù)很慢，難以維護，且沒有很好地利用數(shù)據(jù)庫。惟一的解決方案是重新架構(gòu)模式，以將其轉(zhuǎn)換回到傳統(tǒng)的關(guān)系形式，如下所示。
清單 12. Good.sql
DROP TABLE IF EXISTS files;
CREATE TABLE files (
id MEDIUMINT,
user_id MEDIUMINT,
name TEXT,
path TEXT
);
DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id MEDIUMINT,
login TEXT,
password TEXT
);
INSERT INTO users VALUES ( 1, ’jack’, ’pass’ );
INSERT INTO files VALUES ( 1, 1, ’test1.jpg’, ’media/test1.jpg’ );
INSERT INTO files VALUES ( 2, 1, ’test1.jpg’, ’media/test1.jpg’ );
這里，每個文件都通過 user_id 函數(shù)與文件表中的用戶相關(guān)。這可能與任何將多個文件看成數(shù)組的人的思想相反。當(dāng)然，數(shù)組不引用其包含的對象 —— 事實上，反之亦然。但是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，工作原理就是這樣的，并且查詢也因此要快速且簡單得多。清單 13 展示了相應(yīng)的 PHP 代碼。
清單 13. Get_good.php
＜?php
require_once("DB.php");
function get_files( $name )
{
$dsn = ’mysql://root:password@admin/good_rel’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
$rows = array();
$res = $db-＞query("SELECT files.* FROM users,files WHERE users.login=?
AND users.id=files.user_id",array( $name ) );
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }
return $rows;
}
$files = get_files( ’jack’ );
var_dump( $files );
?＞
這里，我們對數(shù)據(jù)庫進行一次查詢，以獲得所有的行。代碼不復(fù)雜，并且它將數(shù)據(jù)庫作為其原有的用途使用。
問題 5：n+1 模式
我真不知有多少次看到過這樣的大型應(yīng)用程序，其中的代碼首先檢索一些實體（比如說客戶），然后來回地一個一個地檢索它們，以得到每個實體的詳細(xì)信息。我們將其稱為 n+1 模式，因為查詢要執(zhí)行這么多次 —— 一次查詢檢索所有實體的列表，然后對于 n 個實體中的每一個執(zhí)行一次查詢。當(dāng) n=10 時這還不成其為問題，但是當(dāng) n=100 或 n=1000 時呢？然后肯定會出現(xiàn)低效率問題。清單 14 展示了這種模式的一個例子。
清單 14. Schema.sql
DROP TABLE IF EXISTS authors;
CREATE TABLE authors (
id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
name TEXT NOT NULL,
PRIMARY KEY ( id )
);
DROP TABLE IF EXISTS books;
CREATE TABLE books (
id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
author_id MEDIUMINT NOT NULL,
name TEXT NOT NULL,
PRIMARY KEY ( id )
);
INSERT INTO authors VALUES ( null, ’Jack Herrington’ );
INSERT INTO authors VALUES ( null, ’Dave Thomas’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 1, ’Code Generation in Action’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 1, ’Podcasting Hacks’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 1, ’PHP Hacks’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 2, ’Pragmatic Programmer’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 2, ’Ruby on Rails’ );
INSERT INTO books VALUES ( null, 2, ’Programming Ruby’ );
該模式是可靠的，其中沒有任何錯誤。問題在于訪問數(shù)據(jù)庫以找到一個給定作者的所有書籍的代碼中，如下所示。
清單 15. Get.php
＜?php
require_once(’DB.php’);
$dsn = ’mysql://root:password@admin/good_books’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
function get_author_id( $name )
{
global $db;
$res = $db-＞query( "SELECT id FROM authors WHERE name=?",array( $name ) );
$id = null;
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }
return $id;
}
function get_books( $id )
{
global $db;
$res = $db-＞query( "SELECT id FROM books WHERE author_id=?",array( $id ) );
$ids = array();
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $ids []= $row[0]; }
return $ids;
}
function get_book( $id )
{
global $db;
$res = $db-＞query( "SELECT * FROM books WHERE id=?", array( $id ) );
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { return $row; }
return null;
}
$author_id = get_author_id( ’Jack Herrington’ );
$books = get_books( $author_id );
foreach( $books as $book_id ) {
$book = get_book( $book_id );
var_dump( $book );
}
?＞
如果您看看下面的代碼，您可能會想，“嘿，這才是真正的清楚明了。” 首先，得到作者 id，然后得到書籍列表，然后得到有關(guān)每本書的信息。的確，它很清楚明了，但是其高效嗎？回答是否定的。看看只是檢索 Jack Herrington 的書籍時要執(zhí)行多少次查詢。一次獲得 id，另一次獲得書籍列表，然后每本書執(zhí)行一次查詢。三本書要執(zhí)行五次查詢！
解決方案是用一個函數(shù)來執(zhí)行大量的查詢，如下所示。
清單 16. Get_good.php
＜?php
require_once(’DB.php’);
$dsn = ’mysql://root:password@admin/good_books’;
$db =& DB::Connect( $dsn, array() );
if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }
function get_books( $name )
{
global $db;
$res = $db-＞query("SELECT books.* FROM authors,books WHERE books.author_id=authors.id AND authors.name=?",
array( $name ) );
$rows = array();
while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows []= $row; }
return $rows;
}
$books = get_books( ’Jack Herrington’ );
var_dump( $books );
?＞
現(xiàn)在檢索列表需要一個快速、單個的查詢。這意味著我將很可能必須具有幾個這些類型的具有不同參數(shù)的方法，但是實在是沒有選擇。如果您想要具有一個擴展的 PHP 應(yīng)用程序，那么必須有效地使用數(shù)據(jù)庫，這意味著更智能的查詢。
本例的問題是它有點太清晰了。通常來說，這些類型的 n+1 或 n*n 問題要微妙得多。并且它們只有在數(shù)據(jù)庫管理員在系統(tǒng)具有性能問題時在系統(tǒng)上運行查詢剖析器時才會出現(xiàn)。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計與數(shù)據(jù)訪問模式
1.背景介紹
數(shù)據(jù)庫設(shè)計和數(shù)據(jù)訪問模式是軟件架構(gòu)和設(shè)計的核心領(lǐng)域之一。在現(xiàn)代軟件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫通常是系統(tǒng)的核心組件，負(fù)責(zé)存儲和管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問模式則是一種設(shè)計模式，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作的高效、可靠和可擴展的方式。
在本文中，我們將討論以下主題：
背景介紹
核心概念與聯(lián)系
核心算法原理和具體操作步驟以及數(shù)學(xué)模型公式詳細(xì)講解
具體代碼實例和詳細(xì)解釋說明
未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)
附錄常見問題與解答
1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要性
數(shù)據(jù)庫設(shè)計是軟件開發(fā)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響到系統(tǒng)的性能、可靠性和可擴展性。數(shù)據(jù)庫設(shè)計涉及到以下幾個方面：
數(shù)據(jù)模型選擇：選擇合適的數(shù)據(jù)模型（如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫等）來存儲和管理數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)數(shù)據(jù)模型選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)。
索引和分區(qū)：為了提高查詢性能，需要設(shè)計合適的索引和分區(qū)策略。
數(shù)據(jù)庫優(yōu)化：通過查詢優(yōu)化、索引優(yōu)化等方式提高數(shù)據(jù)庫性能。
1.2 數(shù)據(jù)訪問模式的重要性
數(shù)據(jù)訪問模式是一種設(shè)計模式，它描述了如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作的高效、可靠和可擴展的方式。數(shù)據(jù)訪問模式涉及到以下幾個方面：
數(shù)據(jù)訪問層設(shè)計：將數(shù)據(jù)訪問操作封裝到數(shù)據(jù)訪問層中，以提高代碼的可維護性和可重用性。
數(shù)據(jù)訪問策略：根據(jù)不同的數(shù)據(jù)庫類型和操作需求，選擇合適的數(shù)據(jù)訪問策略（如ORM、ODM等）。
緩存策略：為了提高數(shù)據(jù)訪問性能，需要設(shè)計合適的緩存策略。
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